СПОСОБ, УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ И ОЧИСТКИ ВОЗДУХА Российский патент 2024 года по МПК B01D46/26 B01D46/52 

Область техники, к которой относится изобретение

[1] Настоящее изобретение относится к очистке воздуха. В частности, изобретение относится к конструкции, сборке и работе воздушного фильтра, и к уменьшению шума и энергопотребления без отрицательного влияния на расход и эффективность фильтра.

Уровень техники

[2] Обычно устройства для повышения качества воздуха выполняются с обеспечением потока воздуха через фильтр. Рабочие характеристики очистителя воздуха определяются расходом воздуха (м³/час) и эффективностью фильтра или способностью улавливать микроскопическую пыль. Произведение этих двух параметров известно как уровень подачи чистого воздуха (CADR). Другим значительным параметром является шум. Шум возникает главным образом при прохождении воздуха через лопасти вращающегося вентилятора, и когда воздух с высокой скоростью сталкивается с острыми краями. Конструкция устройства обычно оптимизируется с точки зрения эффективности вентилятора, производительности по потоку, степени фильтрации или эффективности фильтра, стоимости производства, занимаемого пространства и уровня шума. Эти свойства часто находятся в противоречии, и необходим поиск компромиссов. Шум является параметром, который важен при работе устройств внутри помещения или близко к людям, и требование низкого уровня шума непосредственно противоречит рабочим характеристикам изделия с точки зрения фильтрации.

[3] Другая важная проблема состоит в том, что эффективность обычных блоков воздушного вентилятора редко превышает 50%, что имеет сильное влияние на энергопотребление в целях фильтрации и на шум. Фильтры требуют частой замены, и существует баланс стоимости между повышением давления, что повышает энергопотребление вентиляторов для поддержания потока, и стоимостью замены фильтра. Большой проблемой в области вентиляции также является регулирование шума, и средства глушения шума в вентиляционных системах также требуют наличия пространства.

[4] Ввиду данного положения настоящее изобретение направлено на обеспечение фильтрации достаточных объемов воздуха при занятии меньшего пространства, меньшем энергопотреблении и более низком уровне шума.

[5] Настоящее изобретение смягчает противоречия и обеспечивает возможность разработки конструкции устройств, обладающих более высокими значениями CADR и меньшим уровнем шума при меньшем энергопотреблении, чем любое доступное на рынке обычное устройство очистки воздуха такого же размера.

[6] Уменьшение размера и снижение уровня шума узлов фильтров и систем очистки воздуха также обеспечивает возможность создания новой и более эффективной конструкции устройств очистки воздуха и вентиляционных систем.

[7] Путем снижения энергопотребления систем фильтрации настоящее изобретение обеспечивает экологичную альтернативу доступным на сегодняшний день технологиям.

[8] Путем объединения существующей в настоящее время системы фильтрации и очистки воздуха с эффективными теплообменными системами настоящее изобретение обеспечивает возможность еще большего уровня экономии энергии.

[9] Настоящее изобретение основано на трех более ранних заявках на патенты, на основании которых испрашивается приоритет и которые в настоящем документе приведены в полном объеме, и оно указано в конце данного документа, при этом позиции на чертежах перенумерованы путем добавления 1000 для первой и второй приоритетных заявок и 2000 для третьей, а номера чертежей добавления 100 и 200, соответственно.

Раскрытие изобретения

[10] Данная инновация вносит вклад в повышение гибкости, экономической, энергетической и габаритной эффективности и в снижение уровня шума при разработке средств фильтрации и вентиляции воздуха. Данное изобретение вносит этот вклад путем обеспечения системы очистки воздуха, содержащей узел или узлы вращающегося гофрированного фильтра, при необходимости объединенные с уникальной конструкцией вентилятора и теплообменника. Кроме того, система может иметь модульную основу таким образом, что она может содержать несколько блоков фильтров, размещенных в легко заменяемых модулях, обычно используемых в более крупных установках. Главный принцип настоящего изобретения состоит в том, что воздух, поступающий в узел вращающегося гофрированного фильтра, закручивается и приводится в движение одновременно с фильтрацией воздуха. Это обеспечивает возможность повышения производительности по потоку и меньшие размеры конструкции изделия. Фильтрация воздуха в настоящем изобретении экономит энергию, отчасти за счет потребления энергии, необходимой для фильтрации, одновременно с выработкой энергии за счет поля центробежных сил, почти без потерь на турбулентность, и отчасти за счет использования вновь обнаруженных эффектов динамики текучих сред, проявляющихся при вращении гофрированных фильтров. Изобретение способствует значительному повышению пропускной способности воздушного фильтра/вентилятора, снижению уровня шума и улучшению многих других характеристик, и может оказать влияние на будущие стратегии разработок, относящихся к очистке воздуха и вентиляции.

Краткое описание чертежей

[11] Для облегчения понимания изобретения и пояснения того, каким образом оно может быть реализовано на практике, будут описаны неограничивающие примеры с обращением к сопровождающим чертежам, на которых:

Фиг. 1 иллюстрирует первый вариант выполнения вращающегося гофрированного фильтра.

Фиг. 2А иллюстрирует вид под наклонным углом гофрированного фильтра цилиндрической формы.

Фиг. 2 В представляет собой вид сверху фильтра по Фиг. 2 с увеличенным участком гофр.

Фиг. 3А иллюстрирует вариант выполнения фильтра для установки в потолочной точке.

Фиг. 3В иллюстрирует поток воздуха через фильтр по Фиг. 3А, и небольшую часть чертежа занимает вид в разрезе для иллюстрации конструкции гофрированного воздушного фильтра.

Фиг.3С демонстрирует узел по Фиг. 3А с дополнительными блоками направления потока воздуха.

Фиг. 3D иллюстрирует потоки воздуха вокруг узла фильтра по Фиг. 3С.

Фиг. 3Е демонстрирует пример регулируемых поворотных блоков направления воздуха.

Фиг. 3F демонстрирует набор радиальных лопастей рабочего колеса с передним углом атаки.

Фиг. 4А иллюстрирует покомпонентный вид узла фильтра, содержащего аксиально-радиальный вентилятор, подлежащий размещению внутри фильтра.

Фиг. 4 В иллюстрирует вариант выполнения узла фильтра по Фиг. 4А.

Фиг. 4С представляет вид под наклонным углом узла фильтра по Фиг. 4 В.

Фиг. 4D демонстрирует вид в разрезе узла фильтра по Фиг. 4 В.

Фиг. 4Е демонстрирует вид сверху сечения А-А по Фиг. 4 В.

Фиг. 4F иллюстрирует другой вариант выполнения узла фильтра по Фиг. 4А.

Фиг. 4G демонстрирует вид под наклонным углом узла фильтра по Фиг. 4F.

Фиг. 4Н демонстрирует вид в разрезе узла фильтра по Фиг. 4F.

Фиг. 41 демонстрирует вид сбоку внешних статичных пластин для управления полем вращения на выходе.

Фиг. 4 J представляет вид в разрезе статичных пластин, показанных на Фиг. 41.

Фиг. 4К представляет вид сверху внешних статичных пластин, показанных на Фиг. 41.

Фиг. 5А представляет вид в разрезе первой половины имеющего небольшую конусность вращающегося гофрированного фильтра с установленной снаружи лопаткой для направления воздуха и втулкой воздушного канала.

Фиг. 5В аналогична Фиг. 5А, но представляет вид с другого угла обзора.

Фиг.6 представляет вид в разрезе фильтра с установленной снаружи лопаткой направления воздуха, установленного в корпусе, при виде под наклонным углом и справа.

Фиг. 7 демонстрирует тот же объект, что и Фиг. 6, под другим углом.

Фиг. 8 представляет вид в разрезе конусного цилиндрического гофрированного фильтра с установленной снаружи лопаткой направления воздуха.

Фиг. 9 представляет вид сверху объекта по Фиг. 8.

Фиг. 10 демонстрирует вид снизу объекта по Фиг. 8.

Фиг. 11 иллюстрирует систему, объединяющую четыре узла фильтра, проиллюстрированные на Фиг. 5 - 10.

Фиг. 12 иллюстрирует узел фильтра из трех разделенных в радиальном направлении фильтров различных диаметров.

Фиг. 13 иллюстрирует корпус для блока фильтра, содержащий множество разделенных в радиальном направлении фильтров с предварительно закручивающим рабочим колесом.

Фиг. 14 представляет вид сверху в разрезе блока фильтра по Фиг. 13.

Фиг. 15 представляет подробный вид элементов узла фильтра по Фиг. 13, на котором не показаны стенки корпуса.

Фиг. 16 демонстрирует вид в разрезе блока фильтра, установленного внутри корпуса, с элементами радиального вентилятора, лопатками направления воздуха и мотором.

Фиг. 17А характеризует график давления на аксиально-радиальном рабочем колесе и фильтре при работе в конфигурации по Фиг. 4А-К.

Фиг. 17 В иллюстрирует значение числа Gu фильтра по настоящему изобретению.

Фиг. 17С представляет результаты конкретного сравнительного исследования рабочих характеристик по CADR/L при 35 дБ с различными значениями Gu для настоящего изобретения и примера из уровня техники.

Фиг. 17D представляет результаты конкретного сравнительного исследования рабочих характеристик по CADR/объему цилиндра фильтра при 35 дБ с различными значениями Gu для настоящего изобретения и примера из уровня техники.

Фиг. 18 демонстрирует эффект коридора и столбовой эффект при прохождении через гофрированный фильтр.

Фиг. 19 иллюстрирует гофры цилиндрического фильтра в канале впуска воздуха.

Фиг. 20А представляет вид изнутри 2 узлов гофрированных фильтров, размещенных в каркасе напольной модели.

Фиг. 20 В демонстрирует узел напольной модели с защитными клапанами и статичными воздушными барьерами для приточных сторон.

Фиг. 20С демонстрирует узел напольной модели с защитными клапанами для приточных сторон.

Фиг. 20D демонстрирует узел напольной модели с выходными клапанами и внутренним узлом, показанным на Фиг. 20А, без предварительных фильтров и угольных фильтров на входе.

Фиг. 21А иллюстрирует вариант выполнения узла фильтра с одним рабочим колесом, толкающего воздух вверх, на виде спереди и сбоку.

Фиг. 21 В иллюстрирует вид в разрезе варианта выполнения по Фиг. 21А.

Фиг. 21С иллюстрирует покомпонентный вид фильтра по Фиг. 21А.

Осуществление изобретения

[12] В нижеследующем описании различных вариантов выполнения содержится обращение к чертежам, на которых аналогичные ссылочные позиции обозначают одинаковые или соответствующие элементы. Чертежи не обязательно выполнены в масштабе. Напротив, некоторые признаки могут быть показаны в преувеличенном масштабе или несколько упрощенно или схематично, причем некоторые обычные элементы могут быть исключены в интересах иллюстрации принципов изобретения, а также чтобы не перегружать чертежи подробностями, которые не способствуют пониманию этих принципов.

[13] Следует отметить, что, если не указано иное, различные признаки или элементы могут объединяться друг с другом вне зависимости от того, описаны ли они вместе ниже как часть одного и того же варианта выполнения. Сочетание признаков или элементов в примерных вариантах выполнения приводится для облегчения понимания изобретения, а не для ограничения его объема определенным набором вариантов выполнения, и в той мере, в которой альтернативные элементы, которые имеют по существу одинаковое функциональное назначение, показаны в соответствующих вариантах выполнения, они подразумеваются взаимозаменяемыми. Для краткости, в данной заявке не предпринимается попытка представить полное описание всех возможных вариантов перегруппировки признаков.

[14] Кроме того, специалистам в данной области техники будет понятно, что изобретение может быть реализовано на практике без многих подробностей, приведенных в данном подробном описании. Напротив, некоторые хорошо известные конструкции или функции могут быть не показаны или не описаны в подробностях во избежание нежелательного затруднения понимания соответствующего описания различных вариантов реализации. Подразумевается, что терминологию, используемую в нижеприведенном описании, следует интерпретировать в наиболее широком смысле в разумных пределах, даже если она используется в связи с подробным описанием определенных конкретных вариантов реализации изобретения.

[15] В данном документе словосочетания «гофрированный воздушный фильтр» и «гофрированный фильтр» используются как синонимы для обозначения одного и того же фильтра. В общем их следует понимать как имеющие одинаковое значение, если конкретно не поясняется иное.

[16] В данном документе определены некоторые размеры и соотношения, и, хотя это и не всегда указано, следует понимать, что все размеры и количественные параметры указаны в единицах системы СИ.

[17] Настоящее изобретение предусматривает несколько аспектов, которые могут быть объединены в систему для усовершенствованной вентиляции и фильтрации воздуха. Первый аспект относится к конструкции гофрированного фильтра и признаков, характеризующих движение воздуха, которые он обеспечивает, вращаясь вокруг продольной оси.

[18] Объем настоящего изобретения также распространяется на использование сочетания различных физических явлений, все из которых улучшают наиболее важные характеристики узла фильтра и его работы: низкую воздухопроницаемость, низкое энергопотребление, низкий уровень шума и высокую эффективность. Гофрированный фильтр имеет преимущества ввиду большей площади фильтра, которую он обеспечивает. Гофрированный фильтр радиальной конструкции имеет еще большую площадь ввиду малой занимаемой площади при такой геометрической форме. Кроме того, было обнаружено, что при вращении среды гофрированного фильтра возникают несколько положительных эффектов динамики текучей среды.

[19] Один из этих ранее не описанных эффектов повышает эффективность фильтра за счет более эффективного улавливания частиц вследствие ускорения частиц в поперечном направлении относительно потока через гофрированную среду. Данный эффект является более значительным применительно к более крупным частицам и поэтому он является сильным в более грубых фильтрах.

[20] Другой из этих эффектов состоит в том, что в данном документе называется «столбовым эффектом» - при вращении центробежные силы втягивают весь столб воздуха в выходные каналы, обеспечивая всасывание в нижней части выходного канала. В зависимости от конкретной конструкции гофр и проницаемости среды на вращающийся гофрированный фильтр может действовать давление, более равномерно распределенное по фильтрующей среде, что способствует увеличению потока через наиболее внутреннюю часть выходного канала по сравнению с нагнетанием воздуха через статичный узел фильтра. Более равномерный поток уменьшает общее давление на фильтрующую среду и способствует более легкому протеканию потока. Падение давления во входном канале не рассматривается, но это важно для понимания всей картины. Для подтверждения ожидаемых эффектов используется анализ CFD.

[21] «Эффект коридора» определен в данном документе для гофрированного фильтра, имеет следующее значение и поясняется следующим образом:

[22] В случае статичного гофрированного фильтра молекулы воздуха, попадающие в выходной канал по нормали к выходному каналу, частично ускоряются высокоскоростным центральным потоком В, как показано на Фиг. 18, который, в свою очередь, ускоряется избыточным давлением в нижней части выходных каналов. Итоговое повышенное давление по сравнению с ситуацией параллельных потоков в данном случае характеризуется как эффект коридора. Этот эффект подтвержден моделированием CFD. В случае вращения гофрированного фильтра 2 этот эффект сложно отличить от эффекта коридора, однако предполагается, что в случае вращения гофрированного фильтра центробежные силы втягивают/ускоряют вновь поступающие молекулы А воздуха вместе со столбом воздуха, ввиду чего скорость воздуха в середине выходного канала может быть несколько ниже, чтобы обеспечить выход такого же объема воздуха. Тогда выраженность эффекта коридора снижается и на выпуске формируется более равномерный профиль скоростей, что уменьшает падение давления в выходном канале. Эффективность повышается при меньших потерях на вязкость и потерях кинетической энергии в выходной струе. При широких выходных каналах и высоких скоростях фильтрующей среды и низкой проницаемости среды эффект коридора становится очень важным.

[23] Эффект неустойчивости всасывания: воздух выходит из вращающегося цилиндрического гофрированного фильтра 2 с энергией, которая порождает неустойчивость. Поскольку наряду с вращающимся выходным потоком 39 также появляется всасывание, и это всасывание втягивает окружающий воздух со стороны концов гофрированного фильтра продольно в направлении среднего участка, в продольном направлении за пределами гофрированного фильтра 2. Это, в свою очередь, приводит к накоплению вращающегося воздуха на среднем участке с последующим повышенным всасыванием на этом среднем участке. Если фильтр имеет два отверстия, слишком большой объем поступающего воздуха 33 вследствие этого с большей легкостью продолжает движение на средний участок вместо равномерного распределения в продольном направлении по гофрам, что было бы предпочтительно с точки зрения оптимальной работы фильтра. Для преобразования динамической энергии вращающегося выходящего воздуха в давление и обеспечение равномерного распределения в настоящем изобретении добавлены воздушные барьеры/торцевые буртики 35, 36, показанные на Фиг. 3А и 3В. Буртики 35, 36 предотвращают возмущения окружающего воздуха и не позволяют ему смешиваться с вращающимся полем восстановления давления в выпускном пространстве за пределами вращающегося гофрированного фильтра. При обычной проницаемости фильтра 2 и наличии показанных буртиков данная технология восстанавливает и преобразует приблизительно 50% энергии при тангенциальной скорости к г_а в давление всасывания, таким образом способствуя потоку через фильтр и повышая эффективность системы. При выполнении буртиков 34, 34'' более длинными, как показано на Фиг. 3С, и если нижний буртик 34'' имеет форму, зеркальную по отношению к верхнему буртику 34 (не показан), подобно обращенным друг к другу телам тарелкообразной формы, может регулироваться площадь сечения потока выходящего воздуха, в результате чего может в еще большей степени восстанавливаться давление.

[24] На Фиг. 3С показаны дополнительные, используемые при необходимости фланцы 34' направления воздуха для направления и дополнительной стабилизации выходящего потока воздуха. Эти фланцы 34' направления воздуха могут быть установлены и размещены пользователем в зависимости от потребностей пользователя.

[25] Фиг. 3D иллюстрирует потоки воздуха в узел гофрированного фильтра, показанный на Фиг. 3С, и из него.

[26] Признак устройства фильтра продемонстрирован в трех примерных вариантах выполнения настоящего изобретения на Фиг. 3А-С и Фиг. 4А-К. Вращающийся выходящий воздух из фильтра 2 и центробежные силы формируют значительный эффект всасывания, повышающий производительность по потоку. Для предотвращения уменьшения этого всасывания приточным воздухом, который переносит давление окружающей среды, предусмотрены буртики 34, 34'', 35, 36 на концах фильтра 2 в продольном направлении, создающие физический воздушный барьер между внешним давлением окружающей среды и воздухом, выходящим за пределы внешнего радиуса воздушного фильтра 2. Буртики 34, 34'', 35, 36 препятствуют поступлению окружающего воздуха на выпуск фильтра 2, где упомянутый окружающий воздух склонен переносить и определять собственное давление. Вместо этого окружающий воздух оказывает давление только после того, как струи воздуха начинают терять силу и вращение выходящего воздуха уменьшается. В этой области, продолжающейся в радиальном направлении наружу на несколько сантиметров, размер сечения потока увеличивается. Сохранение потока подразумевает, что поток потерял ускорение, и вследствие этого давление повысилось в соответствии с уравнением Бернулли, если возможно пренебречь потерями на вязкость при турбулентности. На практике это происходит в хаотичной турбулентной среде, в которую также вносят вклад малые струи от гофр. Даже хотя буртики увеличивают общий поток в системе на незначительные 13% при коротких буртиках, наиболее важное назначение буртиков состоит в том, чтобы создать равномерный поток, задействующий весь фильтр, также в направлении Z, продольном направлении, что также значительно продлевает срок службы фильтра. При размерах и форме, показанных на Фиг. 4А-Н, в значительной мере уменьшается неустойчивость.

[27] Добавление набора статично размещенных продольных пластин 48, окружающих вращающийся гофрированный фильтр цилиндрической формы, как проиллюстрировано на Фиг. 41-К, выступающих наружу в радиальном направлении и по касательной (тангенциально) к направлению выходящего потока воздуха, может дополнительно улучшить эффект всасывания и повысить общий расход.

[28] Также имеет место гидродинамическая ударная волна отрицательного давления после входа воздуха в торцевые отверстия в направлении z цилиндрического гофрированного фильтра 2 вдоль оси 20 вращения, что затрудняет его всасывание фильтром в радиальном направлении вблизи отверстия. Для помощи в преодолении этого перед входной областью, где приточный воздух направляется в направлении z, предусмотрен впускной клапан направления воздуха.

[29] Как видно в некоторых вариантах выполнения, вращающийся гофрированный фильтр может иметь стабилизирующие или усиливающие детали 46, 2035 для поддержания формы фильтра при его использовании. Усиливающие детали также могут удерживать другие внешние элементы гофрированного фильтра. Внешние элементы могут представлять собой набор поворотных лопастей 49 капсулообразной формы, как показано на Фиг. 3Е, образующих воздушные каналы с выходящими струями между ними для направления выходящего воздуха под предпочтительными углами относительно горизонтальной плоскости. Эти лопасти 49 капсулообразной формы снабжены соединительным элементом 49' лопастей капсулообразной формы посередине в продольном направлении с внутренней стороны каждой лопасти капсулообразной формы. Эти соединительные элементы 49' лопастей капсулообразной формы могут быть выполнены в различных вариантах выполнения, и в конкретном проиллюстрированном варианте выполнения они представляют собой шарнирную ось 49'. Каждая шарнирная ось выполнена с возможностью захвата соответствующим захватным элементом (не показан) на среднем участке с внешней стороны гофрированного фильтра. Это соединение может быть предусмотрено в виде разъемной защелки, и, когда капсулообразные лопасти 49 установлены, шарнирная ось 49' может обеспечивать способ изменения угловой ориентации капсулообразных лопастей 49 вокруг гофрированного фильтра. В одном положении капсулообразные лопасти опираются на гофрированный фильтр в нижней области капсулообразных лопастей 49, открываясь в верхней части таким образом, чтобы струи выходили главным образом там. Это положение обычно выбирается в зимнее время, чтобы воздушный вихрь мог направляться вверх так, чтобы он не мешал людям. Во втором из положений с двойной устойчивостью при вращении верхняя область покоится в направлении гофрированного фильтра, при этом раскрывая струи в нижних частях так, чтобы воздушный вихрь закручивался в направлении вниз для обеспечения охлаждающего эффекта аналогично плавному воздушному вентилятору при жаре. Если один участок покоится в направлении гофрированного фильтра, другой конец будет расположен в радиальном направлении наружу от гофрированного фильтра, и воздух будет с большей легкостью выходить из этих областей. В зависимости от сопротивления вращению соединения шарнирной оси 49', изменение положения может быть легко реализовано путем очень легкого удержания пальцем в направлении предпочитаемой стороны капсулообразных лопастей 49 при вращении.

[30] Внешние элементы могут представлять собой набор продольных лопастей вентилятора, выступающих наружу из цилиндрического гофрированного фильтра 2. В одном варианте выполнения продольные лопасти 144 вентилятора перпендикулярно выступают из цилиндрического гофрированного фильтра 2, а в другом варианте выполнения внешние лопасти вентилятора выполнены с возможностью обеспечения струйного эффекта за счет их размещения в общем в тангенциальном направлении по отношению к внешней стороне цилиндрического гофрированного фильтра 2, как показано на Фиг. 209. Для увеличения желаемых эффектов могут быть использованы варианты внешних радиальных лопастей вентилятора, также включающие в себя в большей степени круговую форму, аналогично форме, показанной на Фиг. 4К для статичных продольных пластин 48, добавляя визуальный аспект к вращающемуся цилиндрическому гофрированному фильтру 2.

[31] Настоящее изобретение обеспечивает важный эффект фильтра, влияющий на энергопотребление, вызванный направлением как частиц пыли, так и воздуха во вращающийся гофрированный фильтр. По сравнению с системой подачи воздуха, в которой вентилятор работает в сочетании со статичным фильтром, почти исключается потеря гидродинамической энергии на турбулентность или потеря на вентиляторе. В результате значительно снижается энергопотребление. По сравнению с изделиями с аналогичной функцией и размером энергопотребление снижается на 40-90%.

[32] Обратимся к Фиг. 2А и Фиг. 2 В, на которых показан гофрированный фильтр, имеющий продольную цилиндрическую форму.

[33] Фильтры по настоящему изобретению обеспечивают определенное соотношение между внутренним радиусом r_i и внешним радиусом r₀ фильтра, и между внутренним радиусом r_i и длиной f_h вдоль оси 20 вращения. Если внутренний радиус r_i является слишком большим, и скорость вращения (RPM) является слишком высокой, как если бы фильтр был помещен в центробежный вентилятор плоского теплового комнатного конвектора, поступающий воздух слишком интенсивно сталкивался бы с гофрами, и энергия расходовалась бы на турбулентность и шум вместо повышения давления. В таком случае для получения достаточного центробежного давления нагнетания, преодолевающего падение давления на фильтре, внешний радиус r₀ может быть выбран большим, однако, поскольку тангенциальная скорость на выходе масштабируется с r, это приводит к сообщению слишком большой энергии вращающемуся воздуху на выходе. С другой стороны, слишком малый внутренний радиус r_i гофрированного фильтра приведет к малой площади входа в каналы в гофрированном фильтре, что приведет к высокой скорости воздуха на впуске, затрудняя подачу воздуха на участок фильтра вблизи входа, что приведет к неравномерному использованию фильтра. Тот же отрицательный эффект высокой скорости воздуха на впуске можно наблюдать при подаче воздуха лишь через одно из отверстий фильтра. Другие негативные эффекты в случае одного отверстия состоят в том, что для поддержания рабочих характеристик необходим больший крутящий момент мотора, что, в свою очередь, требует более крупного и дорогостоящего мотора.

[34] Полезность различных вариантов выполнения вращающихся гофрированных фильтров зависит от последовательности измерений или параметров, которые могут иметь различные весовые коэффициенты для различных вариантов выполнения. Для большинства пользователей важен размер изделия, а также является важным повышение стоимости, связанное с большим размером изделия. Другие ключевые параметры при использовании в очистителях воздуха представляют собой шум и уровень подачи чистого воздуха (CADR). Последний часто определяют как площадь пола, которую может покрывать очиститель воздуха. В результате тщательного изучения спектра доступных очистителей воздуха из уровня техники, а также сложных физических основ потенциала вращающегося гофрированного фильтра было обнаружено, что возможно определение нового соотношения, которое удивительно хорошо описывает коммерческую полезность вращающегося гофрированного фильтра по настоящему изобретению в качестве элемента очистки воздуха.

[35] Для надлежащей работы без добавления других функциональных частей, предназначенных для улучшения давления, соотношения между r_i, r_o, расстояние между гофрами p_s, эффективность фильтра ε и высота f_h вращающегося гофрированного фильтра могут быть выражены безразмерной величиной, которая настоящим определена как число Gu. Данное число также относится к вращающимся гофрированным фильтрам, подлежащим использованию в вентиляционных системах.

[36] Данное соотношение имеет феноменологическую и эмпирическую основу и получено при помощи моделирования CFD (вычислительной динамики текущей среды), 3D-печати и измерений множества моделей, а также испытания различных фильтров. Число Gu определяется следующим образом:

[37] Число Gu=f_h*p_r/(2*r_o*ε^1/4)

[38] где r_o может представлять внешний формирующий давление радиус, при необходимости включающий в себя дополнительный фильтр, такой как, например, угольный фильтр. р_r определяется следующим образом: (r_o-r_i)/р_s, где p_s - расстояние между гофрами. Точность числа Gu является более высокой в интервале роста уровня полезности, однако для более высокой точности по мере масштабирования системы следует более правильным образом учитывать пограничный слой. Эти соображения будут исследованы по мере дальнейшего развития настоящего изобретения.

Предполагается, что менее крупные системы, чем те, что были испытаны, будут иметь недостаточные рабочие характеристики. На практике более крупные системы также будут иметь недостаточные рабочие характеристики, поскольку не целесообразно вращать очень толстые фильтры. По мере увеличения числа Gu и превышения значения 10 будет труднее интерпретировать полезность в зависимости от того, какой из параметров подвержен изменениям, и каким образом эффект, вызванный этими изменениями, рассматривается наблюдателем. Такие изменения могут быть связаны с тем, каким образом наблюдатели рассматривают габариты изделия, и каким образом они воспринимают различные уровни шума. Также будут иметь значение уровень и тип загрязнения в среде применения, а рекомендуемый уровень воздухообмена (количество смен воздуха за час для помещения) будет соответственно различным, обычно от 2 до 4 или более.

[39] Число Gu учитывает динамику текучей среды в каждом задействованном параметре, но выделение вклада или выяснение отдельных параметров и того, каким образом эти параметры вносят свой вклад в отдельности и, соответственно, являются применимыми, ни в коей мере не является тривиальной задачей. В лучшем случае можно сделать вывод или констатировать, что каждый параметр вносит существенный вклад на протяжении относительно широкого диапазона. Рассматриваемое соотношение применимо для показателей эффективности фильтра от 20% до значительно более90%.

[40] Чтобы иметь возможность доказать наличие уникальных положительных эффектов вращающихся гофрированных фильтров, было необходимо провести эксперименты в пределах интервала, показанного на Фиг. 17 В. За пределами этого интервала, при Gu≤0,8, невозможно исследовать полезные эффекты вследствие высокого уровня шума в расчете на единицу CADR. В уровне техники не принимаются во внимание описанные и установленные выше эффекты, и известные решения работают со значениями числа Gu ниже 0,8. Кроме того, варианты выполнения решений из уровня техники работают со слишком высокой RPM, не отражающейся на рассмотренных выше соотношениях, или даже не принимая во внимание какие-либо из таких соотношений, при этом производители сосредоточили опытно-конструкторские работы на других направлениях, а скрытый потенциал остался нераскрытым.

[41] Пример изделия, имеющего форм-фактор, обеспечивающий Gu, по существу равное 1, с радиальными лопастями согласно настоящему изобретению показан на Фиг. 21А-С. Для настоящего изобретения заявлен следующий интервал:

[42] Gu>0,8

[43] В Таблице 1 приведено эмпирическое сравнительное испытание наилучшего доступного решения из уровня техники с 2 или 3 вариантами настоящего изобретения, в котором конкретизируется полезность заявляемого соотношения для обитаемых помещений к числу Gu с использованием в первом испытании величины CADR/L при постоянном уровне шума в 35 дБ, измеренном с расстояния в 1 м. L - наибольшая длина устройства в горизонтальной плоскости. Рассматривая вариант выполнения настоящего изобретения, описанный с обращением к Фиг. 21А-С, L составляет приблизительно 1,25 * диаметр = 1,25*2*r_o гофрированного фильтра, учитывая конструкцию в форме раковины улитки.

[44] На основе Таблицы 1 на Фиг. 17С построен конкретизированный график, на котором представлен интервал значений числа Gu от 0 до 5, причем первая строка относится к копии формы вращающегося фильтра из уровня техники, для которой Gu=0,8.

[45] В следующих трех строках показаны числа, относящиеся к трем вариантам выполнения настоящего изобретения, представленным на Фиг. 21А-С без корпуса и с неусовершенствованными лопастями 4А и 202 вентилятора, соответственно.

[46] Второе испытание было проведено с использованием CADR/объем цилиндра фильтра при постоянном шуме в 35 дБ, измеренном с расстояния в 1 м.

[47] На основе Таблицы 1 построен конкретизированный график на Фиг. 17D, на котором показан интервал значений числа Gu от 0 до 5, причем первая строка относится к копии формы вращающегося фильтра из уровня техники, для которой Gu=0,8.

[48] В следующих двух строках показаны числа, относящиеся к двум вариантам выполнения настоящего изобретения, представленным на Фиг. 21А-С без корпуса и с неусовершенствованными лопастями 4А вентилятора, соответственно.

[49] Общей для всех фильтров является ε=0,88.

[50] Вывод, который может быть получен из эмпирических испытаний, состоит в том, что конструкция фильтра согласно настоящему изобретению подтверждает уникальные и неповторимые рабочие характеристики настоящего изобретения.

[51] В варианте выполнения, при вращении гофрированного фильтра с двумя отверстиями внутри помещения с размещенным внутри радиальным рабочим колесом 40, 40' или радиальными лопастями 53, размещенными внутри, снаружи или как внутри, так и снаружи гофрированного фильтра, рабочие характеристики будут зависеть от лопастей в отношении угла атаки a_bf высоты внутренних лопастей Δr_{внутренних лопастей} или суммы высот лопастей, если используется более одного уровня лопастей. Передний край лопасти, встречающийся с поступающим воздухом, может с достижением преимущества быть закругленным. Согласно Фиг. 3F, иллюстрирующей принцип устройства внутренних радиальных лопастей 53 (гофрированный фильтр не показан), угол атаки α_b может составлять менее 75°, предпочтительно от 75° до 30°, в зависимости от r_i, f_h и Δr_{внутренних лопастей}. Высота внутренних лопастей Δr_{внутренних лопастей} в направлении внутрь от внутреннего радиуса фильтра r_i должна быть больше 12 мм, предпочтительно 0,2*r_i <Δr_{внутренних лопастей}<0, 4 * r_i в зависимости главным образом от f_h.

[52] При том же потоке и аналогичных прочих форм-факторах использование соответствующей внутренней лопасти, встречающей поступающий поток, с Δr_{внутренних лопастей}=10 мм привело к улучшению уровня шума приблизительно на 4,5 дБ по отношению к стандартным наклоненным вперед лопастям, оптимизированным для

незаторможенного потока с учетом геометрической формы радиального вентилятора. Обычно «передний» относится к внешней части лопасти, которая, таким образом, поворачивается в «неправильном направлении» по отношению к нашему случаю. Соответствующие лопасти, встречающие поступающий поток, с удвоенной длиной лопастей Δr_{внутренней лопасти}=20 мм обеспечивают улучшение уровня шума приблизительно на 10 дБ.

[53] Аналогичные улучшения наблюдаются в отношении энергопотребления, обеспечивая экономию до 30% за счет конструкции радиальных лопастей.

[54] Экструдированная форма радиальных лопастей 53 может быть подрезана для обеспечения еще лучших рабочих характеристик. Для видоизмененных лопастей 40, 40' внутри фильтра не предъявляются требования к характерной длине, поскольку их форма непрерывно изменяется по всей их длине.

[55] Если параметры фильтра выбираются таким образом, что число Gu близко к пороговой величине полезности для использования в обитаемом помещении или ниже этой пороговой величины, или превышает критичную по шуму величину RPM, приблизительно более 130/r_о, один или более из эффектов, исследуемых в связи с настоящим изобретением, также включая соответствие проницаемости среды, приведет к слабой и шумной работе вследствие наличия обратного потока и турбулентности. Это может служить причиной того, что промышленные разработки сосредоточились на других решениях в области фильтров. Для применений фильтра вне помещения без ограничений по шуму не является обязательным соблюдение любого из упомянутых соотношений.

[56] Говоря о внешних лопастях, следует учитывать все вращающиеся каналы, состоящие либо из гофр, либо из лопастей, и, соответственно, они должны определять r_o.

[57] При числе Gu, равном 4,8, было показано, что поток через изолированный вращающийся цилиндрический гофрированный фильтр с прикрепленным внутри него угольным фильтром имеет большую величину потока и в то же время является менее шумным по сравнению с использованием того же фильтра для статичной работы в очистителе воздуха высокого качества из уровня техники, для которого он был сконструирован и оптимизирован. При вращении фильтра без каких-либо лопастей внутри при RPM, равном 1220, фильтр обеспечивал то же значение CADR, которое обеспечивал тонко настроенный очиститель воздуха из уровня техники при максимальной скорости, с использованием двух последовательных осевых рабочих колес и при высоком RPM. Шум, производимый фильтром, имел величину 50 дБ по сравнению с 56 дБ, производимыми самим изделием. При наличии лопастей внутри и двух отверстий потенциал становится еще намного выше. Принцип динамики текучей среды в соответствии с настоящим изобретением является новым и усовершенствованным, и может быть достигнуто улучшение рабочих характеристик без дополнительных внешних вентиляторов и других деталей, которые занимают место и увеличивают габариты изделия. Поэтому сам вращающийся фильтр 2 составляет первый вариант выполнения изобретения,

проиллюстрированный на Фиг. 1.

[58] При реализации, например, вращающегося гофрированного фильтра 2, проиллюстрированного на Фиг. 3А, 3В и 3С показано, что такая конструкция, выполненная с возможностью установки на выходе питания потолочного освещения, вращающийся гофрированный фильтр в каркасе 32, может фильтровать более 230 м³/ч практически беззвучно, при общем весе, включая мотор, менее 1 кг. При той же геометрической форме и небольшом размере он может фильтровать 460 м³/ч при эффективности фильтра в 80% и 44 дБ, что является превосходным. Это обеспечивает соотношение рабочих характеристик и размера и веса, многократно превосходящее данное соотношение для лучших технологий из уровня техники, реализованных в коммерческих изделиях. Без центральной конструкции 40, 40', 44, 44' аксиально-радиального рабочего колеса, представленной на Фиг. 4А-Н, вращающийся фильтр производит больше шума и обладает пониженной эффективностью по сравнению с фильтром, вращающимся с конструкцией 40, 40', 44, 44' рабочего колеса.

[59] Другие данные примерного варианта выполнения, в котором используется вращающийся гофрированный фильтр по настоящему изобретению с аксиально-радиальным рабочим колесом в сравнении с обычным статичным узлом фильтра являются следующими:

• RPM: 94 6

• r_i: 0,05 м

• r₀: 0, 072 м

• f_h: 0,2 м

• ε: 0,88

• число Gu при использовании одного входа: 3,33

• Шум дБ А- 1 м: 2 9,5 дБ

• CADR 188 (ASHRAE 0,3 мкм, эффективность 88%)

• Одна четверть занимаемого места

• Одна пятая часть мощности звука (-16 дБ) при

максимальной скорости и том же CADR.

[60] Занимаемый объем для узла в форме абажура, показанного на Фиг. 201-207, на 20% меньше, чем у высококачественного изделия в виде очистителя воздуха из уровня техники, например, описанного в вышеприведенном примере, однако испытания выполнялись без угольного фильтра. Для обеспечения CADR в 310 м³/ч коммерческое изделие потребляло 2 9 Вт, в то время как узлу в форме абажура сообщалась рабочая мощность для формирования крутящего момента в 2,4 Ватта. При эффективности мотора в 0,5, что равно 4,8 Вт, соотношение мощности является восьмикратным в пользу вращающегося узла в форме абажура. Соответствующие уровни дБ составляли 56 дБ для коммерческого изделия и 26 дБ для настоящего изобретения.

[61] Поскольку давление используется там, где оно возникает, вращающийся гофрированный фильтр, один или даже лучше в сочетании с вращающимся аксиально-радиальным рабочим колесом 40, 40' внутри гофрированного фильтра, как проиллюстрировано на Фиг. 4А и 4 В, значительно повышает соотношение CADR (уровень подачи чистого воздуха) к шуму по сравнению со статичным фильтром с внешне возбуждаемым потоком. Эффективность вентилятора превосходит стандарт, обеспечиваемый большими, хорошо

сконструированными вентиляторами (50-75%), поскольку

тангенциальная скорость поступающего воздуха соответствует скорости входа фильтра. Это обеспечивается аксиально-радиальным рабочим колесом. Как описано выше, поскольку воздуху в гофрированном фильтре позволяют проходить со сравнительной легкостью вследствие всех описанных эффектов, даже вращающийся гофрированный фильтр 2 без других частей обладает присущими ему до сих пор не раскрытыми возможностями в применениях по очистке воздуха. Продемонстрировано использование этих эффектов и показаны некоторые варианты реализации изделия, от простейшей формы, сводящейся к вращающемуся гофрированному фильтру, и до более совершенных вариантов с превосходными рабочими характеристиками.

[62] Первый вариант выполнения устройства 30 очистки воздуха по настоящему изобретению проиллюстрирован на Фиг. 2А, 2 В, 3А, 3В и 3С. Гофрированный фильтр 2 вращается 21 в каркасе 32, причем вращение обеспечивается электрическим мотором 31. Однако гофрированный фильтр 2 можно рассматривать как состоящий из двух симметрично соединенных гофрированных фильтров 2 с двумя отверстиями, имеющих высоту 2*f_h, внешний радиус r_o, и внутренний радиус r_i. Таким образом, толщина фильтра составляет f_t=r_o-r_i. Цилиндрический вращающийся фильтр имеет больший угол α_o выпускных каналов гофр, чем угол α_i впуска гофр, и таким образом он имеет более широкие выпускные каналы. Это также вносит вклад в низкую эффективную проницаемость, в особенности для фильтров с плотным расположением гофр.

[63] За счет вращения фильтра воздушный поток через цилиндрический фильтр поддерживается центробежными силами, и эффект всасывания выходящего воздуха обеспечивает более равномерный поток воздуха, чем если бы воздух нагнетался в статичный узел фильтра или высасывался из него, при условии, что гофры имеют нужную форму, за счет чего снижается необходимое общее давление, а также увеличивается срок службы фильтра.

[64] Для распределения потока и надлежащей очистки воздуха в помещении устройство 30 очистки воздуха может иметь конструкцию, содержащую лопатки 34 направления воздуха, расположенные радиально вокруг устройства очистки воздуха, как показано в качестве примера на Фиг. 3С.

[65] Когда устройство 30 очистки воздуха вращается 21, движение воздуха через фильтр 2 втягивает постоянный приток 33 воздуха в пространство внутри фильтра. Вытяжной воздух выходит из пространства фильтра с вращением 39 и приводит к увеличению потока через фильтр вследствие эффекта всасывания, как описано выше.

[66] Характерные формы фильтра 2 - это цилиндрическая форма или форма конусного цилиндра. Форма конусного цилиндра может обычно использоваться в таких вариантах выполнения, как фильтрующие кассеты для вентиляционных систем, в которых приточный воздух поступает в фильтр лишь с одной стороны, как правило в наиболее широкое отверстие фильтра. Имеющий равномерную форму цилиндрический фильтр больше подходит для очистителей воздуха. В зависимости от того, где размещен очиститель, приточный воздух может подаваться с одной или обеих сторон фильтра в продольном направлении.

[67] В другом варианте выполнения настоящего изобретения устройство 30 очистки воздуха снабжено аксиально-радиальным вентилятором 40, 1126, расположенным внутри гофрированного фильтра 2 и вращательно соединенным с ним, как проиллюстрировано, например, на Фиг. 4А-Н. Вентилятор может иметь конструкцию для приточного воздуха с одной или обеих сторон в продольном направлении. Покомпонентный вид узла фильтра на Фиг. 4А содержит аксиально-радиальный вентилятор 40, 40', торцевую крышку 41, 41' фильтра и фильтр 2. На Фиг. 4Е-Н вращательный/опорный вал 45 входит в узел фильтра через верхнюю торцевую крышку 41 и проходит через внутреннюю часть узла фильтра и соединен с центром нижней торцевой крышки 41'. Вращательный/опорный вал 45 соединен с мотором 31, и таким образом мотор вращает узел фильтра.

[68] Торцевая крышка 41, 41' может содержать лопатки 42 торцевой крышки, расположенные радиально наружу от центральной оси 43. Радиальные лопатки 42 имеют форму для направления многонаправленного приточного воздуха в осевом направлении таким образом, чтобы воздух, входящий в отсек фильтра, не подвергался ударному эффекту, наблюдаемому в отверстиях, в которых воздух концентрируется внутрь по направлению к центру. Получаемый равномерный поток обеспечивает еще более равномерное распределение, реализуемое лопатками рабочего колеса.

[69] Аксиально-радиальный вентилятор 40, 40' распределяет поток воздуха по фильтру. Равномерное распределение обеспечивается частично за счет видоизмененных лопастей вентилятора. Они начинаются на входе, встречаясь с приточным воздухом под углом, соответствующим скорости, затем постепенно изменяют форму для аксиально-радиального распределения потока в соответствии с долей оставшегося воздуха и площадями радиального и аксиального сечения. Улучшенное управление распределением более глубокого потока воздуха вдоль внутренней поверхности фильтра обеспечивается встроенным элементом 44, 44' вентилятора конусной формы, выполненным сужающимся от своего наибольшего диаметра, расположенного в наиболее глубокой точке для выхода воздуха через фильтр. Конус сужается в направлении от внутренней части фильтра в направлении области впуска узла фильтра. Вследствие вращательного взаимодействия между аксиально-радиальным вентилятором 40, 1126 и гофрированным фильтром 2 аксиально-радиальный вентилятор 40, 1126 подает поток воздуха почти с той же угловой скоростью, что и фильтр, и с тангенциальной скоростью, близкой к тангенциальной скорости внутренней поверхности гофрированного фильтра 2. Вследствие этого имеет место относительно малая величина связанной с вращением турбулентности и рассеивания энергии. На чертеже проиллюстрирован узел, обеспечивающий приточный воздух с обеих сторон фильтра, поэтому два расположенных в противоположных направлениях элемента 44, 44' вентилятора конусной формы с соответствующими лопастями аксиально-радиального вентилятора поддерживают распределение приточного воздуха.

[70] Эффективность, достигаемая в данном варианте выполнения после регулировки системы и с включением всех частей изобретения, является исключительно высокой. Измеренная эффективность, вычисляемая на основании работы мотора, используемой узлом вращающегося фильтра, и пропускной способности по потоку, оказалась выше, чем в случае, если бы тот же фильтр использовался в плоском расположении в сочетании с системой каналов без потерь и с вентилятором без потерь. Принимая за основу конфигурацию с плоским расположением фильтра, это дает более чем 100% эффективность. Величинами эффективности мотора в обоих системах в данном случае пренебрегали. В обычных очистителях воздуха на потери на системе каналов и потери на вентиляторе вместе обычно расходуется в несколько раз больше мощности, чем на теоретическую работу, выполняемую в данном случае в фильтре с плоским расположением. Таким образом, рабочие характеристики очистителя воздуха, основанного на принципах настоящего изобретения, превзойдут все обычные очистители воздуха.

[71] Кроме того, если статичный фильтр в обычном узле вентилятора и фильтра засоряется, вентилятор должен преодолевать большее давление. Поскольку лопасти вентилятора в таком случае работают за пределами расчетной оптимальной области расхода и давления, это вызывает турбулентность, потерю энергии и повышенный шум. Однако, если фильтр при вращении действует в качестве насоса, повышенная угловая скорость может компенсироваться для подачи необходимого давления без соответствующего формирования большего шума и потери энергии подобно тому, что происходит в обычных узлах вентилятора и фильтра. Формируемый шум на протяжении всего срока службы настоящего изобретения, таким образом, будет значительно ниже по сравнению с обычными узлами вентилятора и фильтра.

[72] Одно преимущество таких вращающихся гофрированных фильтров по настоящему изобретению состоит в том, что они обеспечивают как всасывание, так и нагнетание, в связи с чем возможно исключить необходимость в проклеивании краев фильтра, если фильтр закреплен между двумя мягкими уплотнениями/каркасами 32, по одному на каждом торце в направлении продольной оси 20 вращения. Подобно крышкам, они охватывают торцы фильтра. Таким образом отсутствует необходимость в проклеивании или опасение утечки, поскольку силы действуют на фильтр в радиальном направлении, а его форма сохраняется. Таким образом фильтр может использоваться сразу, как только он покидает установку для создания гофр, что является очень экономически эффективным.

[73] Настоящее изобретение с вращающимся фильтром также обеспечивает воздуху более легкий доступ в нижнюю часть выпускного канала внутри вращающегося гофрированного фильтра вследствие эффекта столба. Также этом способствует аксиально-радиальный вентилятор, расширяющиеся в радиальном направлении выпускные каналы и поле всасывания в выходящем потоке.

[74] Вращательное взаимодействие между радиальными элементами аксиально-радиального вентилятора и внутренней частью гофрированного фильтра устраняет большую часть производящей шум турбулентности, обычно связанной с конструкциями из вентилятора и фильтра, и настоящее изобретение обеспечивает непревзойденные показатели по шуму, эффективности и мощности.

[75] Использование гофрированных фильтров является предпочтительным для настоящего изобретения, однако значительное преимущество обеспечивается путем использования радиального вращающегося фильтра любого типа в сочетании с аксиально-радиальным вентилятором, описанным в настоящем документе.

[76] Один из таких предпочтительных вариантов выполнения может заключаться в использовании вращающегося радиального угольного фильтра в блоке воздушного фильтра кухонной плиты за жироулавливающим фильтром и коллектора за уловителем аэрозоля в виде металлической сетки (не показан). Такой вращающийся узел может обеспечивать повышенную пропускную способность для бесшумной вытяжки и центрифугирования жира и пара, не позволяя им капать вниз на готовящуюся пищу. Для этого будет оптимальным угольный фильтр с возможностью повторного использования после тепловой обработки. Обращенные назад пластины 2002 также могут быть замечательными в этом сочетании для предотвращения неприятной тяги в помещении.

[77] Также в соответствии с настоящим изобретением предусмотрен узел вращающегося фильтра, содержащий гофрированный фильтр и радиально размещенный угольный фильтр или другой тип фильтра внутри или снаружи гофрированного фильтра.

[78] Все типы фильтра могут содержать две части или более. В более крупных вариантах выполнения 2001 оптимально разделение на 4 или 6 частей для простоты замены фильтров и для простоты сборки изделия.

[7 9] Еще в одном варианте выполнения вращающегося гофрированного фильтра предусмотрено устройство для направления воздуха, содержащее жесткую оболочку 50, 2124, 2125 в форме концентрического цилиндра или конусного цилиндра, содержащую множество струйных сопел 51, 2150, как проиллюстрировано на Фиг. 5а, 5b, 212 В, 214А и В и Фиг. 215А, 215 В и 215С. Также сопла могут иметь форму непрерывных или частично непрерывных щелей между поворотными лопастями 48 капсулообразной формы, как показано на Фиг. 3Е. В результате вытяжной воздух приводит во вращательное движение фильтр 2, что дополнительно снижает энергопотребление. Вокруг узла гофрированного фильтра может быть предусмотрена манжета 52, обеспечивающая направляющий выпускной канал для воздуха, выходящего из узла гофрированного фильтра. Теперь будут описаны другие примерные варианты выполнения настоящего изобретения, проиллюстрированные на упрощенных чертежах Фиг. 6, 7, 8, 9, 10 и 11.

[80] Предусмотрен корпус 70, имеющий по меньшей мере 4 стенки 73. Корпус 70 выполнен с возможностью вмещения одного или более, как правило четырех, любых из узлов вращающихся гофрированных фильтров, описанных выше, причем воздух проводится в центральную область фильтра сверху, причем внутренняя часть узла фильтра содержит дно 165 фильтра, обеспечивающее воздухонепроницаемую изоляцию, и весь воздух должен выходить через фильтр. Узел гофрированного фильтра расположен таким образом, что выпускной воздух выходит из корпуса в том же направлении, что и приточный. Таким образом, корпус имеет впускную сторону 73 корпуса и выпускную сторону 74 корпуса.

[81] В одном варианте выполнения корпус 70, выполненный с возможностью вмещения одного узла фильтра, как показано, например, на Фиг. 6, содержит продольные направляющие стенки 71, которые расположены внутри корпуса 70, для направления потока воздуха с выходов вращающегося фильтра на выпускную сторону 74 корпуса 74. Направляющие стенки 71 могут быть выполнены с возможностью изоляции каждого углового пространства 75 корпуса 70, не занятого вращающимся фильтром цилиндрической формы. Сама направляющая стенка может иметь форму части цилиндра или конусного цилиндра, причем упомянутая часть имеет угловую ширину α_gw 90° или менее.

[82] Направляющие стенки 71 с первой продольной стороны 76 выполнены с возможностью иметь несколько больший радиус 78 от центра фильтра, чем внешний радиус гофрированного фильтра, а со второй продольной стороны 77 - иметь длину радиуса, равную расстоянию от центра узла фильтра до срединного сечения стенки корпуса 70, где она обычно может прикрепляться. На практике это обеспечивает отверстие 60 продольной щели между первой продольной стороной 76 и направляющей стенкой 71 и второй продольной стороны 77 смежной направляющей стенки 71. Выходя из узла фильтра, вытяжной воздух 90 будет накапливаться и вращаться вместе с вращающимся узлом фильтра между внешней стороной узла фильтра и внутренней стороной направляющей стенки 71 в направлении продольной щели 60, и большая часть воздуха будет выходить между первой продольной стороной 76 следующей направляющей стенки и стенкой корпуса 70.

[83] Снаружи направляющей стенки 71 могут быть размещены изогнутые воздушные лопатки 72 для направления выходящего воздуха 90 к выпускной стороне 74 корпуса 70. Входной участок 61 изогнутых воздушных лопаток 72 также может использоваться для определения ширины отверстия между первой продольной стороной 76 и стенкой корпуса 70. Изогнутые воздушные лопатки могут изгибаться в направлении выпускной стороны 74 корпуса 70, а выходной участок 62 воздушных лопаток 72 может иметь другую глубину, например большую, чем глубина входного участка 61.

[84] Результатом этого является то, что, когда узел фильтра вращается, поток 90 вытяжного воздуха выходит из узла фильтра и направляется и проводится в угловое пространство 75 корпуса 70 и из него.

[85] На Фиг. 11 показан горизонтальный вид в разрезе варианта выполнения, в котором 4 узла фильтра размещены в корпусе, содержащем 4 стенки, на виде снизу. В этом варианте выполнения конусные узлы фильтра обычно размещены в отдельных, по одному на каждый узел фильтра, корпусах цилиндрической формы. Эти корпуса цилиндрической формы могут иметь вид ведра, причем одно из «ведер», содержащее узел фильтра, может быть с легкостью заменено.

[86] Еще один примерный вариант выполнения настоящего изобретения описан с обращением к иллюстрациям на упрощенных чертежах Фиг. 12, 13, 14, 15 и 16.

[87] На Фиг. 12 показана другая конфигурация, в которой концентрически собраны более одного цилиндрического или конусного фильтра.

[88] На Фиг. 14 показан вид в разрезе верхней части одного варианта выполнения, в котором использовано такое множество фильтров 140, 141, 142 различных диаметров. Фильтры могут быть установлены в узле таким образом, что каждое пространство между фильтрами снабжено размещенной по диагонали воздухонепроницаемой втулкой 160, обеспечивающей впускной направляющий канал 161 для воздуха, входящего во внутреннее пространство фильтра 140, 141, размещенного снаружи фильтра 141, 142 меньшего диаметра, как проиллюстрировано на виде в разрезе узла на Фиг. 16. Таким образом, та же воздухонепроницаемая втулка обеспечивает выпускной направляющий канал 162 для воздуха, выходящего во внешнее пространство фильтра 141, 142, размещенного снаружи фильтра 140, 141 большего диаметра.

[8 9] Снаружи и внутри фильтров (между ними) могут быть размещены радиальные лопатки 144 для обеспечения потока воздуха под воздействием радиального вентилятора. Таким образом, когда узел из множества фильтров вращается 21, приточный воздух 33 нагнетается внутрь каждого фильтра, центробежные силы направляют воздух через фильтры, и в случае гофрированного фильтра выходные каналы между гофрами дополнительно усиливают поток воздуха через фильтр.

[90] Аксиально-радиальное рабочее колесо 150 размещено во впускной крышке 151 корпуса. Его назначение состоит в том, чтобы плавно закручивать воздух до угловой скорости узла, снабжая элемент радиального вентилятора узла фильтра. Подобно аксиальным вентиляторам, воздушные лопатки 163 должны иметь угол атаки, соответствующий поступающему воздуху, однако, в отличие от радиальных вентиляторов, которые направлены на достижение небольшого вращения на выходе, воздух должен покидать воздушные лопатки 163 с вращением аналогично вращающемуся гофрированному фильтру.

[91] Вращающийся блок 164 направления вытяжного воздуха может быть вращательно соединен с фильтрами 140, 141, 142 на выпускной стороне узла для обеспечения обратного направления выхода по отношению к вращению 21. Поступающий поток 31 воздуха входит во внутреннюю часть каждого фильтра цилиндрической формы и выходит из фильтров в выходном потоке 34, как проиллюстрировано на чертеже. Также лопатки могут быть повернуты с наименьшего радиуса вверх в направлении фильтров для обеспечения более равномерного давления над выходом блока направления.

[92] В нижеследующем описании более подробно описаны эффекты того, каким образом вращающийся гофрированный фильтр усиливает транспортировку молекул воздуха через фильтр, и это подробно проиллюстрировано на Фиг. 17А и Фиг. 18.

[93] На Фиг. 17А проиллюстрирован вид в разрезе половины вращающегося фильтра и лопасть аксиально-радиального рабочего колеса 40 с потоком 33, 34 воздуха, в котором усиливается радиальное давление р по мере того, как он проходит через рабочее колесо. В идеальном случае это определяется выражением: р=0,5*ρ*ω²*(rо²-rа²). Здесь ri - внутренний радиус гофрированного фильтра, rа - характерный радиус, зависящий от радиуса приближающейся лопасти для каждой линии потока, и более конкретно характеризующий то место, где видоизмененное рабочее колесо вызывает увеличение больше радиального, чем аксиального давления, ρ - плотность воздуха, ω - угловая частота. Радиусы rо и rа определены на Фиг. 17А. Однако фактическое поле давления является значительно более сложным, и трудно выразить полезные соотношения через простые аналитические выражения.

[94] Зона давления может быть упрощенно разделена на следующие участки

1) Зона увеличения аксиально-радиального давления.

2) Радиальное давление при вращении.

3) Распределение давления в фильтре.

4) Давление во вращающемся выходящем воздухе.

[95] Феноменологическое представление того, каким образом тангенциально усредненное давление радиально распределяется, показано в нижней части Фиг. 17А. Однако фактическое давление в значительной степени варьируется в зависимости от того, как лопасти и гофры в фильтре ускоряются и замедляются как вокруг оси z, так и в радиальном направлении. Выбор формы лопастей рабочего колеса направлен на равномерное распределение как в направлении z, так и вокруг окружности оси z. На чертеже проиллюстрировано то, каким образом скорость на выходе и поле вращения представляют эффект всасывания на молекулы воздуха, выходящего из гофрированного фильтра.

[96] На Фиг. 18 видны преувеличенные примеры линий потока через гофрированный фильтр в условиях статичного состояния и вращения, и то, каким образом медленное накопление молекул воздуха в статичных фильтрах увеличивает перепад давления по отношению к вращающемуся фильтру, причем:

I. Эффект коридора (обнаружен авторами): молекулы воздуха, входящие в выходной канал по нормали к выходному каналу, частично ускоряются высокоскоростной сердцевиной (В) потока, которая, в свою очередь, в случае статичного состояния, ускоряется за счет высокого давления в нижней части выходных каналов. Итоговое повышенное давление по сравнению с давлением при моделировании параллельных потоков может быть, таким образом, охарактеризовано как эффект коридора. При вращении гофрированного фильтра центробежные силы увлекают/ускоряют вновь поступающие молекулы воздуха вместе со столбом и сердцевиной потока, поэтому скорость сердцевины потока может быть ниже, чтобы вышел тот же самый объем воздуха. Затем эффект коридора уменьшается, и на выпуске формируется более равномерный профиль скоростей, уменьшая перепад давления в выходном канале. Повышается эффективность при меньших потерях на вязкость и потере кинетической энергии в выходной струе (А). При узких выходных каналах и высоких значениях скорости среды эффект коридора становится более важным.

II. Столбовой эффект (обнаружен авторами) при вращении: центробежные силы помогают втягивать весь столб таким образом, что фактическое увеличение давления вдоль выходного канала уменьшается. При правильной геометрической форме гофр вращающийся гофрированный фильтр обеспечивает более равномерное давление, что способствует большему потоку через наиболее внутреннюю часть выходного канала по отношению к ситуации со статичным гофрированным фильтром. В результате получается более равномерный поток, что снижает дифференциальное давление в среде фильтра. Перепад давления во впускном канале не рассматривается, но это важно для понимания всей картины.

III. Результат столбового эффекта и уменьшение эффекта коридора при вращении: больший поток может входить при меньшем радиусе в нижней части выходного канала А'. Использование фильтра является более равномерным В', поэтому разность давлений в среде уменьшается. Скорость сердцевины в выходном канале снижается, поэтому для ускорения сердцевины С необходимо меньшее давление. Это снижает давление глубоко в выходном канале и способствует потоку через среду фильтра при низком R. Динамические потери в выходном канале уменьшаются, поскольку воздух выходит с меньшей скоростью.

[97] На Фиг. 19 показано, как цилиндрическая форма гофрированного фильтра обеспечивает более широкие выходные каналы, чем входные каналы, что является результатом сгибания гофрированного фильтра и сворачивания его в цилиндрическую форму. В настоящем изобретении установлено, что, поскольку перепад давления в входном канале гофры больше, чем во входном канале гофры того же размера, полезно направить поток в цилиндрических фильтрах в обратном направлении по сравнению с тем, как они обычно используются в настоящее время, когда воздух проходит через фильтр с внешней стороны фильтра на внутреннюю сторону фильтра. Если к этому добавляются другие обнаруженные положительные эффекты, присущие вращающемуся гофрированному фильтру, преимущества вращающегося фильтра становятся очень значительными.

IV. Цилиндрическая форма: расширение выходного канала снижает скорость на выходе. Увеличение давления и эффекты коридора дополнительно уменьшаются.

V. Вращение с внешней стороны выходных каналов способствует всасыванию/тяге и снижает итоговые скорости на выходе и, соответственно, потерю энергии. Это повышает эффективность системы.

[98] Некоторые или все признаки, описанные в отношении Фиг. 17-19, не зависят от того, в конфигурации какого из вариантов выполнения реализован гофрированный фильтр. Очевидно, что, если фильтры с различными диаметрами устанавливаются снаружи по отношению друг к другу, как показано на Фиг. 12 - 16, и/или фильтры установлены в корпусе 70, всасывание на выходе оказывает меньшее влияние на рабочие характеристики фильтра.

[99] Другие варианты выполнения могут включать в себя использование рабочего колеса и противоточных струйных технологий, рассмотренных выше, вместе с вращающимся фильтром, не обязательно гофрированным, в вентиляционном блоке кухонной плиты (не показан). Типы фильтра могут включать в себя угольный фильтр, алюминиевые сетчатые фильтры, алюминиевые металлические фильтры, фильтр в виде плетеной сети, жироулавливающие и другие фильтры.

[100] Кроме того, заявлено, что центробежные силы во вращающемся фильтре почти любого типа, таком как, например, вращающийся угольный фильтр, причем внутри вращающегося цилиндрического фильтра работает аксиально-радиальное рабочее колесо, имеют непревзойденные характеристики по сравнению с фильтром с той же конфигурацией, который установлен для статичной работы.

[101] На Фиг. 20А - D проиллюстрировано установленное на полу устройство 200 очистки воздуха, в котором используется вышеописанный вращающийся гофрированный фильтр. Устройство может иметь один или более вращающихся гофрированных воздушных фильтров 2, установленных внутри каркаса 201, 2141, причем каркас снабжен впускными клапанами 202 и выпускными клапанами 203, 2136, а направление выходящего воздуха осуществляется коллектором 204, 2132 вращающегося воздуха в соответствии с путем потока воздуха, формируемым вращающимся гофрированным воздушным фильтром 2. Площадь сечения, образованного между коллектором 204, 2132 и поверхностью вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2, постепенно увеличивается вдоль окружности вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2.

[102] Коллектор 204 окружает лишь участок соответствующего вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2 цилиндрической формы таким образом, что, если два или более вращающихся гофрированных фильтра цилиндрической формы вертикально установлены друг над другом, как видно на чертежах, воздух выходит главным образом вбок от нижнего вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2 цилиндрической формы, и главным образом вверх от верхнего вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2 цилиндрической формы.

[103] На передней и задней сторонах установленного на полу устройства 200 очистки воздуха предусмотрен статичный воздушный барьер 205.

[104] Также изобретение может быть описано в виде первого варианта выполнения, в котором устройство фильтрации воздуха содержит один или более вращающихся гофрированных воздушных фильтров (2) и мотор (31) для вращения гофрированного воздушного фильтра, причем воздушные фильтры имеют цилиндрическую форму, и кроме того оно сконструировано в соответствии с соотношением Gu=f_h*p_r/(2*r_o*ε^{^1}/⁴)>0,8, причем число Gu коррелирует с функцией коммерческой полезности на основании и с учетом основных потребностей пользователя, таких как CADR, дБ, размер, функционирование и стоимость изделия, причем р_r=(r_o-r_i)/расстояние между гофрами (p_s), и расстояние между гофрами (р_s) представляет собой расстояние между двумя смежными вершинами гофр при внутреннем радиусе (r_i), a ε - эффективность ASHRAE.

[105] Во втором варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно первому варианту выполнения Gu>1,2.

[106] В третьем варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно первому варианту выполнения Gu>1,5.

[107] В четвертом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - третьего вариантов выполнения цилиндрическая форма открыта с одного или обоих концов таким образом, что при вращении 21 вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2 центробежные силы нагнетают воздух через гофрированный фильтр, что приводит к всасыванию перед вращающимися гофрированными фильтрами 2, всасывающими в себя воздух через один или два открытых конца, и фильтрованный воздух выходит в радиальном направлении наружу за вращающимся гофрированным фильтром во всех направлениях.

[108] В пятом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - четвертого вариантов выполнения дополнительно содержатся радиальные лопасти вентилятора, расположенные внутри вращающихся гофрированных воздушных фильтров 2, причем радиальные лопасти вентилятора вращательно соединены с вращающимися гофрированными воздушными фильтрами 2, и общая высота лопастей составляет ≥12 мм.

[109] В шестом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно пятому варианту выполнения общая высота лопастей составляет ≥15 мм.

В седьмом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха по любому из пятого - шестого вариантов выполнения геометрическая форма радиальных лопастей содержит передний угол атаки α_b от 15° до 75° относительно внутреннего радиуса R_i вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2.

[110] В восьмом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из пятого - шестого вариантов выполнения радиальные лопасти вентилятора выполнены в виде рабочего колеса с радиальным потоком, расположенного на внешней стороне вращающихся гофрированных воздушных фильтров 2.

[111] В девятом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из пятого-шестого вариантов выполнения радиальные лопасти вентилятора выполнены в виде рабочего колеса с радиальным потоком, расположенного на внутренней стороне вращающихся гофрированных воздушных фильтров 2.

[112] В десятом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - девятого вариантов выполнения устройство дополнительно содержит приточное рабочее колесо для обеспечения закручивания приточного воздуха во вращающиеся гофрированные воздушные фильтры 2.

[113] В одиннадцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно девятому варианту выполнения лопасти вентилятора выполнены с аксиальным углом атаки, и приточное рабочее колесо вращательно соединено с вращающимися гофрированными воздушными фильтрами 2.

[114] В двенадцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно одиннадцатому варианту выполнения приточное рабочее колесо и рабочее колесо с радиальным потоком объединены в одно рабочее колесо, имеющее лопасти видоизмененной формы, работающее в качестве аксиально-радиального вентилятора для обеспечения равномерного потока воздуха вдоль гофр и в гофры вращающихся гофрированных воздушных фильтров 2.

[115] В тринадцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - двенадцатого вариантов выполнения устройство дополнительно содержит торцевую крышку 32, 41 гофрированного фильтра, размещенную на одном или обоих продольных концах вращающихся гофрированных воздушных фильтров 2 и соединенную с упомянутыми концами.

[116] В четырнадцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - тринадцатого вариантов выполнения устройство дополнительно содержит одну или более лопаток 42 кольцеобразной формы, расположенные у входного отверстия вращающихся гофрированных воздушных фильтров 2 для направления 47, 47' приточного воздуха, и таким образом также для обеспечения защитной решетки для внутренней части вращающихся гофрированных воздушных фильтров 2.

[117] В пятнадцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - четырнадцатого вариантов выполнения предусмотрен воздушный барьер 35, 36, 34', 34'', расположенный главным образом перпендикулярно продольному направлению, на приточной стороне вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2, для предотвращения смешивания потока окружающего воздуха с потоком воздуха, выходящим из вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2.

[118] В шестнадцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха по любому из первого - пятнадцатого вариантов выполнения устройство дополнительно содержит лопатки 34, 34' направления воздуха, причем лопатки 34 направления воздуха радиально расположены вокруг гофрированного воздушного фильтра 2.

[119] В семнадцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно пятнадцатому варианту выполнения один или более вращающихся гофрированных воздушных фильтров 2 установлены внутри каркаса 201, 2141, причем каркас снабжен впускными клапанами 202 и выпускными клапанами 203, 2136 и коллектором 204, 2132 для направления воздуха, выходящего из вращающихся гофрированных фильтров, в соответствии с путем потока воздуха, формируемого одним или более вращающимися гофрированными воздушными фильтрами 2.

[120] В восемнадцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно семнадцатому варианту выполнения площадь сечения, образуемая между коллектором 204, 2132 и поверхностью вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2, постепенно увеличивается вдоль окружности и направления вращения вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2, и коллектор 204, 2132 окружает только часть соответствующего гофрированного воздушного фильтра 2.

[121] В девятнадцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно восемнадцатому варианту выполнения часть первого из упомянутых одного или более гофрированных воздушных фильтров 2, не окруженная коллектором 204, 2136, направлена главным образом вверх.

[122] В двадцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно девятнадцатому варианту выполнения часть второго из упомянутых одного или более гофрированных воздушных фильтров 2, не окруженная коллектором 204, 2136, направлена главным образом на вращающуюся вверх сторону гофрированного воздушного фильтра 2.

[123] В двадцать первом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно восемнадцатому варианту выполнения предусмотрен статичный воздушный барьер 205, расположенный главным образом перпендикулярно направлению притока воздуха, на приточной стороне вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2, причем статичный воздушный барьер 205 имеет соответствующие отверстия (206), расположенные на впуске вращающихся гофрированных фильтров 2 для предотвращения смешивания потока окружающего воздуха с потоком воздуха, выходящим из вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2.

[124] В двадцать втором варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - двадцать первого вариантов выполнения устройство дополнительно содержит набор статично размещенных продольных пластин 48, окружающих вращающийся гофрированный воздушный фильтр 2 круглой формы, выступающих радиально наружу и тангенциально к направлению выходящего потока воздуха для дополнительного улучшения эффекта всасывания и общего расхода.

[125] В двадцать третьем варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - двадцать второго вариантов выполнения гофрированный воздушный фильтр 2 цилиндрической формы имеет конусную форму, и диаметр конуса является наибольшим у приточного отверстия.

[126] В двадцать четвертом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - двадцать третьего вариантов выполнения устройство дополнительно содержит узел гофрированных воздушных фильтров, выполненный с возможностью содержания двух или более удаленных друг от друга в радиальном направлении гофрированных воздушных фильтров 2 цилиндрической формы.

[127] В двадцать пятом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно двадцать четвертому варианту выполнения воздухонепроницаемая втулка 160 цилиндрической формы расположена между любыми из двух смежных удаленных друг от друга в радиальном направлении гофрированных воздушных фильтров 2 цилиндрической формы, и при этом втулка 160 цилиндрической формы соединена с внутренней стороной самого внешнего воздушного фильтра цилиндрической формы на выпускной стороне, и имеет относительно уменьшающийся диаметр по отношению к воздушному фильтру цилиндрической формы в направлении приточной стороны воздушного фильтра цилиндрической формы, и соединена с внешней стороной самого внутреннего воздушного фильтра цилиндрической формы, ближайшего к впускной стороне устройства, таким образом, что между двумя воздушными фильтрами цилиндрической формы определены выпускные пространства 162 для вытяжки фильтрованного воздуха с внешней стороны самого внутреннего фильтра, и впускные пространства 161 для направления приточного воздуха во внутреннюю часть самого внешнего фильтра.

[128] В двадцать шестом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно двадцать пятому варианту выполнения радиальные лопасти вентилятора выполнены в виде продольных пластин 144, установленных радиально и удаленных друг от друга и имеющих форму для поддержания статичного расстояния между воздухонепроницаемыми втулками цилиндрической формы и воздушными фильтрами цилиндрической формы.

[129] В двадцать седьмом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - двадцать шестого вариантов выполнения устройство дополнительно содержит внешний корпус 70, причем внешний корпус определяет замкнутое пространство с впускной стороной 73 и выпускной стороной 74, причем впускная сторона 73 соответствует впускному концу фильтра, а выпускная сторона соответствует стороне, на которую направляется выходящий воздух из вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2 цилиндрической формы.

[130] В двадцать восьмом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно двадцать седьмому варианту выполнения внешний корпус 70 имеет главным образом квадратную форму канала.

[131] В двадцать девятом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - двадцать восьмого вариантов выполнения устройство дополнительно содержит: малошумное устройство 48, 50 направления воздуха, расположенное на периферии по отношению к фильтру, для направления потока вытяжного воздуха с распределением по направлениям на внешнюю сторону фильтра для обеспечения оптимального распределения потоков.

[132] В тридцатом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно двадцать девятому варианту выполнения устройство 50 направления воздуха вращательно соединено с фильтром.

[133] В тридцать первом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно тридцатому варианту выполнения устройство фильтрации воздуха содержит: отверстия 51 сопел для обеспечения струйного потока воздуха в направлении, противоположном направлению вращения узла вращающегося вентилятора, для снижения энергопотребления и скорости воздуха на выходе.

[134] В тридцать втором варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - тридцать первого вариантов выполнения, в котором один вращающийся гофрированный воздушный фильтр 2 цилиндрической формы дополнительно содержит встроенный элемент 44, 44' вентилятора конусной формы, выполненный с возможностью сужения от своего наибольшего диаметра, расположенного в самой глубокой точке для выхода воздуха через вращающийся гофрированный воздушный фильтр 2 цилиндрической формы, и конус сужается в направлении от внутренней стороны фильтра в направлении впускной области вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2 цилиндрической формы таким образом, чтобы обеспечивалось лучшее управление распределением более глубокого потока воздуха вдоль внутренней поверхности фильтра.

[135] В тридцать третьем варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно тридцать второму варианту выполнения два расположенных противоположно друг другу элемента 44, 44' вентилятора конусной формы с соответствующими рабочими колесами 40, 40' обеспечивают распределение приточного воздуха с обеих сторон фильтра.

[136] В тридцать четвертом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно любому из первого - тридцать третьего варианта выполнения устройство дополнительно содержит набор поворотных лопастей 49 капсулообразной формы, расположенных с внешней стороны вращающегося гофрированного воздушного фильтра 2 цилиндрической формы для обеспечения воздушных каналов с выходными струями между ними для направления выходящего воздуха под предпочтительными углами относительно горизонтальной плоскости, причем лопасти 49 капсулообразной формы имеют соединительный элемент 49' лопастей капсулообразной формы, расположенный в середине в продольном направлении с внутренней стороны каждой лопасти 49 капсулообразной формы.

[137] В тридцать пятом варианте выполнения устройства фильтрации воздуха согласно тридцать четвертому варианту выполнения соединительный элемент 49' лопастей капсулообразной формы представляет собой шарнирную ось, и каждая шарнирная ось 49' выполнена с возможностью захвата соответствующим захватным элементом на среднем участке с внешней стороны вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2) цилиндрической формы.

ПЕРВЫЕ ПРИОРИТЕТНЫЕ ЗАЯВКИ: NO 20190246 и NO 20190522

[138] Общая задача для изобретения по первой и второй приоритетной заявкам состоит, таким образом, в обеспечении чрезвычайно компактного и полного вентиляционного устройства и системы для вентиляции помещения, в которых указанные компромиссы были бы исключены или в значительной мере уменьшены.

[139] Изобретение, вентиляционное устройство и система, предусматривает в первом варианте выполнения содержание корпуса блока и компактного вращающегося теплообменного блока, двухрежимного вентилятора, блока фильтра, расположенного внутри корпуса блока, и первый вариант выполнения комнатного блока. Части, содержащиеся в вентиляционном устройстве, обеспечивают конструкцию с двойным каналом для потоков воздуха, которая обеспечивает одновременный двунаправленный и оптимизированный поток воздуха через вентиляционное устройство.

[140] В другом, втором варианте выполнения предложены вентиляционное устройство и система, содержащие корпус блока, узел двухрежимного вентилятора и при необходимости блок фильтра, расположенные внутри корпуса блока, и второй вариант выполнения комнатного блока, обеспечивающий одновременный двунаправленный и оптимизированный поток воздуха через вентиляционное устройство, оптимизированный для вентиляции зданий и помещений, в которых желательно поддерживать более высокую или низкую температуру внутри здания/помещений, чем снаружи. Узел внутреннего канала может содержать статичный фильтр.

[141] Еще в одном, третьем варианте выполнения вентиляционное устройство по любому из первого и второго вариантов выполнения оптимизировано для размещения в толстых стеновых конструкциях, и содержит узел удлинителя канала, причем корпус блока соответственно удлиняется для обеспечения длины, соответствующей толщине стены.

[142] Первый и второй варианты выполнения могут быть выполнены в виде устройства с множеством режимов работы, причем вращающийся теплообменный блок и комнатный блок по первому варианту выполнения являются взаимозаменяемыми с узлом летнего режима, содержащим узел внутреннего канала и при необходимости большой статичный фильтр и комнатный блок по второму варианту выполнения без необходимости демонтажа корпуса блока.

[143] В четвертом варианте выполнения изобретения двухрежимный вентилятор может быть объединен с противоточным теплообменником, что обеспечивает оптимизированный блок для высушивания помещений, в которых существует проблема с сыростью и/или радоном, таких как подвалы.

[144] Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения описаны в нижеследующем кратком описании чертежей и последующем подробном описании, и будут очевидны из них, причем на чертежах показано:

Фиг. 100 - вид в разрезе вентиляционного блока;

Фиг. 102 - вентиляционный блок с теплообменным модулем в вынесенном положении;

Фиг. 103 - внутренние элементы от фильтра до торцевой крышки; зимний теплообменный модуль, покомпонентный вид;

Фиг. 104 - вентиляционный блок, вид в разрезе, теплообменный модуль в вынесенном положении;

Фиг. 105 - вентиляционный блок без модуля, покомпонентный вид модуля рабочего колеса, корпуса и торцевой защитной крышки;

Фиг. 106А - узел двухрежимного вентилятора, покомпонентный вид;

Фиг. 106 В - двухрежимное рабочее колесо, внешний вид под наклонным углом;

Фиг. 106С - двухрежимное рабочее колесо, внешний вид сверху;

Фиг. 106D - поток воздуха на рабочее колесо и от него, схематичный вид;

Фиг. 107 - один вариант выполнения конструкции ограничителя потока;

Фиг. 108 - подробный вид ограничителя потока по Фиг. 107;

Фиг. 109 - теплообменный модуль и внешние гребни разделения потока;

Фиг. 110 - статичные внешние гребни разделения потока;

Фиг. 111 - блок фильтра;

Фиг. 112 - фильтр;

Фиг. 113 - конструкция центрального канала, вид под наклонным углом снизу;

Фиг.114 - конструкция центрального канала, вид под наклонным углом сверху;

Фиг. 115 - внешний блок направления воздуха для варианта вентиляционного устройства с удлинителем канала, и узел вентилятора;

Фиг. 116 - внешний блок направления воздуха;

Фиг. 117 - вид в разрезе узла двухрежимного вентилятора и внешнего блока направления воздуха;

Фиг. 118 - вид в разрезе двухрежимного рабочего колеса и удлинителя втулки;

Фиг. 119А - летний модуль и комнатный блок;

Фиг. 119 В - летний модуль и комнатный блок, вид в разрезе;

Фиг. 119С - летний модуль, блок вентилятора и комнатный блок, вид в разрезе;

Фиг. 120 - теплообменный модуль, блок вентилятора и комнатный блок, вид в разрезе;

Фиг. 121А - узел рабочего колеса с вращающимся фильтром, вид с обращенной наружу стороны;

Фиг. 121 В - узел рабочего колеса с вращающимся фильтром и корпусом, мотором и средством крепления мотора, вид с обращенной наружу стороны;

Фиг. 121С - узел рабочего колеса с вращающимся фильтром, вид сбоку в разрезе;

Фиг. 121D - узел рабочего колеса с вращающимся фильтром, вид в изометрии в разрезе с обращенной наружу стороны;

Фиг. 121Е - узел рабочего колеса с вращающимся фильтром и корпусом, мотором и средством крепления мотора, вид с обращенной внутрь помещения стороны;

Фиг. 122А - вентиляционный блок, содержащий узел рабочего колеса с вращающимся фильтром, вид в разрезе, с блоком теплообменника в вынесенном положении;

Фиг. 122 В - вентиляционный блок, содержащий узел рабочего колеса с вращающимся фильтром, вид в разрезе сбоку;

Фиг. 122С - вентиляционный блок, содержащий узел рабочего колеса с вращающимся фильтром, вид в разрезе под наклонным углом;

Фиг.123А - вентиляционный блок, содержащий узел рабочего колеса с вращающимся фильтром, вид в разрезе;

Фиг. 123 В - вентиляционный блок, содержащий узел рабочего колеса с вращающимся фильтром, вид в разрезе, с вынесенным узлом теплообменного модуля;

Фиг. 123С - вентиляционный блок, содержащий узел рабочего колеса с вращающимся фильтром, вид в разрезе, с вынесенными узлом теплообменного модуля и узлом рабочего колеса.

[145] В нижеследующем описании применение конкретных понятий следует истолковывать в широком смысле и по меньшей мере в значениях, определенных ниже:

[146] Направления потоков воздуха/газа:

[147] Приточный воздух: определяется как поступающий со стороны источника свежего воздуха через вентиляционное устройство.

[148] Вытяжной воздух: возвратный воздух, направляемый через вентиляционное устройство в направлении, противоположном приточному воздуху.

[149] Наружный: используется для определения стороны источника свежего воздуха для вентиляционного устройства, в то время как обращенная внутрь помещения сторона является противоположной стороной вентиляционного блока.

[150] Двухрежимное рабочее колесо: вращающееся устройство для прокачивания приточного и вытяжного воздуха одновременно в двух противоположных направлениях.

[151] Двухрежимный вентилятор: двухрежимное или

двунаправленное рабочее колесо, мотор, корпус мотора и блок направления воздуха.

[152] Воздух: устройство согласно изобретению выполнено с возможностью использования главным образом для воздушной вентиляции, но устройство и система могут использоваться в любом виде газообразной среды. При использовании в данном документе понятия «воздух» следует понимать, что его значение охватывает любой тип газа.

[153] Среда теплопередачи: пористая среда с большим температурным градиентом, которая передает тепло между вытяжным воздухом и приточным воздухом.

[154] Теплообменный модуль: среда теплопередачи, включающая в себя компоненты, которые направляют потоки воздуха через среду теплопередачи.

[155] Летний модуль: статичный модуль, заменяющий теплообменный модуль, при необходимости содержащий большой фильтр.

[156] Модуль фильтра: корпус фильтра и фильтр для фильтрации приточного воздуха. Модуль фильтра может быть соединен вращающимся соединением со средой теплопередачи для передачи углового момента, необходимого для вращения среды теплопередачи.

[157] Корпус блока: корпус, выполненный с возможностью вмещения всех частей вентиляционного блока.

[158] Корпус мотора: жесткий корпус, который служит в качестве корпуса для мотора рабочего колеса, который может поддерживать один конец центрального вала, удерживающего среду теплопередачи.

[159] Блок направления приточного воздуха: часть двухрежимного вентилятора, содержащего лопатки, которые могут поддерживать корпус мотора и уменьшают вращательное закручивание потока приточного воздуха с рабочего колеса.

[160] Комнатный блок: блок на обращенной внутрь помещения стороне внутренних стен, содержащий коробку/корпус/шасси, и канал, приспособленный для обеспечения оптимальной пропускной способности по приточному воздуху и вытяжному воздуху в различных вариантах выполнения вентиляционного устройства.

[161] Клапанный узел: элемент ограничения потока воздуха, содержащий множество подвижных ограничителей, обычно из эластомера, для динамического ограничения потока приточного и/или вытяжного воздуха, мотор клапана и клапанный распределительный механизм.

[162] Теперь настоящее изобретение будет более подробно описано, при необходимости с обращением к чертежам.

[163] Далее вентиляционное устройство по настоящему изобретению будет описано в качестве части полной системы обработки воздуха, выполненной с возможностью вентиляции помещения, причем помещение имеет стеновую конструкцию, в которой предусмотрена втулка канала между самим помещением и внешней средой, содержащей свежий воздух, в котором будет размещено вентиляционное устройство. Вентиляционное устройство может содержать модули для теплообмена, для обеспечения одновременных двунаправленных потоков воздуха, двухрежимный вентилятор, клапанный узел, воздушные фильтры и средства направления потоков воздуха, а также втулку канала и корпус блока. Следует понимать, что различные модули могут быть реализованы как одно целое или в различных сочетаниях, не выходя за рамки изобретательского замысла. Объем правовой охраны изобретения определяется только формулой изобретения.

[164] В первом варианте выполнения, проиллюстрированном на Фиг. 101-108, вентиляционное устройство 1001 по настоящему изобретению содержит двухрежимный вентилятор 1200, причем двухрежимный вентилятор 1200 содержит двухрежимное рабочее колесо 1002, установленное на валу 1004 мотора посредством кожуха 1104 вала мотора, вмещающего продолговатый участок вала 1004 мотора, причем кожух 1104 вала мотора размещен в центральном продольном положении в двухрежимном рабочем колесе 1002 и обеспечивает упругую удерживающую силу в отношении вмещаемого вала 1004 мотора, причем двухрежимное рабочее колесо 1002 при вращении под действием силы, прикладываемой вращающимся валом мотора, формирует поток 1016, 1017 приточного воздуха и поток 1018, 1019 вытяжного воздуха. Двухрежимное рабочее колесо 1002 может вращаться посредством мотора 1103 рабочего колеса, расположенного внутри вентиляционного устройства 1001 на обращенной внутрь помещения стороне рабочего колеса 1002. Мощность подается на мотор от источника мощности (не показан), соединенного с мотором кабелем и линиями управления (не показаны).

[165] Блок 1105 управления, который может быть встроен в блок 1107 направления приточного воздуха, обеспечивающий корпус, поддерживающий корпус 1041 мотора с обращенной внутрь помещения стороны двухрежимного рабочего колеса 1002, может содержать встроенную схему и программы для контроля датчиков, обработки и/или передачи данных датчиков и управления двухрежимный вентилятором. Датчики и электронные схемы могут быть встроены в любую часть вентиляционного блока, и они могут измерять одно или более физических свойств, таких как скорость вращения вентилятора, поток воздуха, давление воздуха, температура воздуха, уровень шума, вибрация, влажность и другие. В блоке 1105 управления могут быть реализованы управляющие элементы, исключающие сбой и оптимизирующие эффективность.

[166] В одном варианте выполнения изобретения рабочее колесо 1002 сконструировано в форме, подробно проиллюстрированной на Фиг. 1, 2, 5 и 6А/В. При приведении в действие мотора 1103 и обеспечении вращения 1060 рабочего колеса 1002 поток 1016 воздуха засасывается в центральную область 1181 обращенной вне помещения стороны рабочего колеса 1002 и в набор каналов 1061 приточного воздуха. Каналы приточного воздуха рабочего колеса действуют наподобие турбины, нагнетая давление при подаче воздуха через радиальное поле ускорения и выпуская его через внешнюю орбитальную кольцевую область 1182 обращенной внутрь помещения стороны рабочего колеса 1002. Таким образом приточный воздух попадает под действие вращательных сил при выходе из рабочего колеса 1002.

[167] После входа каналы 1061 приточного воздуха разделяются, занимая лишь часть площади сечения, оставляя место для каналов 1062 вытяжного воздуха, перемежающиеся среди каналов 1062 приточного воздуха. Стенки каналов 1061 приточного воздуха имеют такую форму, что они одновременно обеспечивают стенки для аэродинамических каналов 1062 вытяжного воздуха. Каналы 1062 вытяжного воздуха подают вытяжной воздух из внутренней центральной части 1102 обращенной внутрь помещения стороны двухрежимного рабочего колеса 1002 во внешнюю орбитальную область 1184 с обращенной наружу стороны двухрежимного колеса 1002. Таким образом двухрежимное рабочее колесо 1002 приводит в движение поток воздуха одновременно в двух направлениях, с обращенной наружу стороны 16 на обращенную внутрь помещения сторону 1017, и с обращенной внутрь помещения стороны 1018 на обращенную наружу сторону 1019.

[168] На Фиг. 106D схематично проиллюстрировано то, каким образом потоки воздуха перетекают в рабочее колесо и из него на обращенной наружу стороне выше горизонтальной линии и на обращенной внутрь помещения стороне ниже горизонтальной линии.

[169] Обычно в каждом направлении имеется 12 отдельных каналов, но может быть предусмотрена и другая конструкция, с меньшим или большим количеством каналов.

[170] Теперь, глядя на первый вариант выполнения вентиляционного устройства 1001 с обращенной наружу стороны в направлении обращенной внутрь помещения стороны, поток приточного воздуха протекает от блока двухрежимного рабочего колеса через блок 1107 направления воздуха, содержащий лопатки 1106. Лопатки 1106 блока 1107 направления воздуха предусмотрены для остановки большинства вращательных сил, действующих на приточный воздух, которые являются результатом вращения двухрежимного рабочего колеса 1002. Лопатки 1106 могут быть выполнены с возможностью обеспечения двух величин высоты h1, h2 входа для уменьшения эффекта скольжения, который проявляется при встрече пограничных слоев, приближающихся под «малым углом». Блок 1107 направления воздуха выполнен с орбитальным проточным трактом, расположенным на периферии снаружи центрального канала 1111, в котором расположен корпус, в котором расположен корпус 1041 мотора. Блок 1107 направления воздуха дополнительно предусматривает опорную конструкцию, образующую средства крепления и место размещения для используемых при необходимости печатных плат 1105 и для крепления корпуса 1041 мотора, причем корпус мотора имеет на своей обращенной внутрь помещения стороне центральный участок 1177 для обеспечения точки соединения для статичной конструкции 1109, 1112 центрального канала. Опорная конструкция блока 1107 направления воздуха также может содержать внешнюю круговую стенку 1113, имеющую внешний диаметр, соответствующий внутреннему диаметру корпуса 1003 блока, таким образом, что при размещении опорной конструкции блока 1107 направления воздуха в корпусе 1003 блока она обеспечит неподвижную опору для мотора и обеспечит лабиринтные воздушные уплотнения для вращающихся частей вентиляционного блока 1001. Двухрежимное рабочее колесо 1002 является одной из таких вращающихся частей, и первое лабиринтное воздушное уплотнение 1114 предусмотрено на поверхности сопряжения между внешней стенкой двухрежимного рабочего колеса 1002 в области, находящейся на обращенной внутрь помещения стороне рабочего колеса 1002, и внутренней частью внешней круговой стенки 1113 в области, находящейся на обращенной наружу стороне внешней круговой стенки 1113. Второе лабиринтное воздушное уплотнение 1115 для уплотнения скользящих поверхностей предусмотрено между внешней орбитальной кольцевой областью 1182 обращенной внутрь стороны двухрежимного рабочего колеса 1002 и внутренней центральной частью 1102 обращенной внутрь помещения стороны двухрежимного рабочего колеса 1002, которое будет находиться в уплотнительном взаимодействии с соответствующей орбитальной областью 1123 опорной конструкции. Второе лабиринтное воздушное уплотнение 1115 дополнительно обеспечит воздухонепроницаемое уплотнение между воздушными потоками, одновременно протекающими через двухрежимное рабочее колесо 1002 в различных направлениях.

[171] На обращенной внутрь помещения стороне блока 1107 направления воздуха расположен блок 1300 воздушного фильтра, обеспечивающий орбитальный отсек для потока 1321 приточного воздуха и центральный канал для потока 1322 вытяжного воздуха. При том, что орбитальный отсек для потока 1321 приточного воздуха имеет внутреннюю окружающую стенку 1302 и внешнюю окружающую стенку 1301, орбитальный отсек выполнен с возможностью вмещения воздушного фильтра 1108 и обеспечения продольного тракта для потока 1321 приточного воздуха с воздухонепроницаемым уплотнением 1116, 1117, 1118 через воздушный фильтр и в направлении центрального канала для потока 1322 вытяжного воздуха. Воздушный фильтр 1108, который проходит в общем в направлении, перпендикулярном продольному направлению, может быть снабжен конструкциями внутренней и внешней стенок, имеющими достаточные уплотняющие свойства для того, чтобы сделать избыточными любое одно или оба из внутренней окружающей стенки 1302 и внешней окружающей стенки 1301 блока 1300 воздушного фильтра, и таким образом они могут быть исключены из конструкции блока 1300 воздушного фильтра. Блок 1300 воздушного фильтра может быть дополнительно неподвижно соединен с теплообменный модулем 1110. Блок 1300 воздушного фильтра дополнительно обеспечивает втулку 1306 блока фильтра, обеспечивающую канал и место размещения для шарикоподшипникового 1119 соединения 304 со стороны мотора с втулкой 1325 центрального канала конструкции 1109 центрального канала. Шарикоподшипниковое 1119 соединение 1304 со стороны мотора способствует легкому вращению блока 1300 воздушного фильтра и теплообменного модуля 1110. При этом втулка 1325 центрального канала неподвижно удерживается центрирующими перемычками 1327 на внутренней стороне кожуха 1328 центрального канала в конструкции 1109 центрального канала. Кожух 1328 центрального канала образует трубчатый участок канала в конструкции 1109 центрального канала, определяющий канал для потока 1322 вытяжного воздуха в направлении центрального канала блока 1300 воздушного фильтра. Блок 1300 воздушного фильтра и теплообменный модуль 1110 также шарнирно установлены с возможностью вращения на шариковом подшипнике 1120 со стороны, обращенной внутрь помещения, расположенном в центральном отверстии 1310 нижней стенки 1121 теплообменного модуля 1110. Скорость воздушного потока вместе с остальными вращательными силами в воздушном потоке на обращенной наружу стороне блока 1300 воздушного фильтра вызывают вращение теплообменного модуля 1110 и модуля 1300 фильтра вокруг их собственной центральной продольной оси 1166. Могут быть предусмотрены датчики (не показаны), обнаруживающие скорость вращения теплообменного модуля 1110 и модуля 1300 фильтра. Также могут быть предусмотрены дополнительные размыкающие средства (не показаны) для управления скоростью вращения теплообменного модуля 1110 и модуля 1300 фильтра.

[172] На противоположной стороне конструкции 1109 центрального канала, на обращенной внутрь помещения стороне, находится дополнительная втулка 1168 центрального канала, неподвижно удерживаемая центрирующими перемычками 116 9 на внутренней стороне конструкции 1109 центрального канала. Дополнительная втулка 168 центрального канала имеет выступающий участок на своей обращенной внутрь помещения стороне, причем выступающий участок выполнен с возможностью размещения через центральное отверстие 1310 нижней стенки 1121 теплообменного модуля 1110, и дальний конец 1167 выступающего участка имеет форму, соответствующую центральному отверстию/выемке 317 статичной торцевой крышки 1316, в котором он должен быть размещен, таким образом удерживая конструкцию центрального канала в неподвижном положении во всех режимах работы. При этом статичная торцевая крышка 1316 предусмотрена на обращенной внутрь помещения торцевой стороне вентиляционного блока. Обычно форма дальнего конца 1167 и соответствующее центральное отверстие/выемка 1317 образованы в виде формы контактирующих охватывающей и охватываемой частей тел вращения, соответственно. Могут быть выбраны другие формы или механизмы соединения, не выходящие за рамки изобретательского замысла.

[173] Для дополнительной устойчивости может быть предусмотрена центральная ось, проходящая от центра шарикового подшипника 1119 на стороне мотора до центра шарикового подшипника 1120 на обращенной внутрь помещения стороне, расположенного в центре нижней стенки 1121.

[174] Обычно теплообменный модуль 1110 имеет конусную форму, содержащую внутреннюю сторону и внешнюю сторону, причем конусная форма может быть наиболее широкой и иметь наибольший диаметр в направлении обращенной наружу стороны и сужаться к меньшему диаметру в направлении обращенной внутрь помещения стороны вентиляционного блока 1001. Такая форма обеспечивает путь для протекания приточного воздуха 1016, 1017 в конус теплообменного модуля 1110 с внутренней стороны и к внешней стороне, в то время как поток 1018, 1019 вытяжного воздуха протекает в противоположном направлении. Могут быть предусмотрены другие формы, например, если конусная форма теплообменного модуля обращена в противоположном направлении, ее наиболее широким концом к обращенной внутрь помещения стороне вентиляционного блока, при этом приточный воздух 1016, 1017 будет протекать через конус теплообменного модуля 1110 с внутренней стороны к внешней стороне, а поток 1018, 1019 вытяжного воздуха - от внешней стороны к внутренней стороне.

[175] Конус теплообменного модуля 1110 выполнен с возможностью свободного вращения вокруг своей центральной оси, вращая тепловую массу теплообменной среды между путями потоков приточного и вытяжного воздуха. Пластины в конусе теплообменного модуля 1110 могут быть выполнены из любого типа материала с низкой теплопроводностью, такого как пластическая масса, дерево, картон, керамика и другие. Материал с низкой теплопроводностью теплообменного модуля 1110 может иметь форму пластин, литого пористого материала или другую форму, но далее в качестве общего понятия будут использоваться пластины, что не исключает любую форму или материал, соответствующие требуемым характеристикам теплообмена.

[176] При работе пластины обладают температурным градиентом, который обеспечивает высокую тепловую эффективность теплообменника.

[177] Конструкция 1109 центрального канала имеет такую форму, что она направляет поток приточного воздуха от фильтра 108 с внутренней стороны и в направлении к первой продольной половинной части теплообменного модуля 110. Конструкция 1109 центрального канала разделяет внутренний объем теплообменного модуля 1110 на две продольных половины, и она снабжена продольными плотно посаженными гребнями 1307, 1308 центрального канала, соответствующими внутренней продольной форме теплообменного модуля 1110, которые по существу разделяют пространство внутри теплообменного модуля 1110 на две половины и предотвращают утечку воздушных потоков между потоками приточного и вытяжного воздуха, протекающими в противоположных направлениях внутри теплообменного модуля 1110. Конструкция 1109 центрального канала выполнена в виде продольной половины трубы на обращенном внутрь помещения участке конструкции 1109 центрального канала, причем упомянутый обращенный внутрь помещения участок обычно составляет по меньшей мере половину длины конструкции 110 9 центрального канала. На обращенном наружу участке конструкции 1109 центрального канала форма половины трубы расширяется, образуя форму полной трубы в виде кожуха 1328 центрального канала, соответствующего центральному каналу модуля фильтра. На обращенной наружу стороне конструкции 1109 центрального канала на противоположной продольной половине трубы на обращенном внутрь помещения участке конструкции 1109 центрального канала предусмотрен окружной коллекторный канал 1320, имеющий внешний диаметр, соответствующий диаметру внешней окружающей стенки 301 блока 1300 воздушного фильтра, и внутренний диаметр, определяемый кожухом 132 8 центрального канала. Коллекторный канал 1320 обеспечивает сбор приточного воздуха со всей орбитальной поверхности сопряжения в направлении фильтра 1108 и направляет его на продольную половину, образованную внешней стороной продольной половины трубы на обращенном внутрь помещения участке конструкции 1109 центрального канала, ограниченной сбоку гребнями 1307, 1308 центрального канала.

[178] Гребни 1307, 1308 центрального канала, внутренняя часть продольной половины трубы на обращенном внутрь помещения участке конструкции 1109 центрального канала и нижняя сторона окружного коллекторного канала 1320 обеспечивают путь направления потока для потока вытяжного воздуха от внутренней стороны продольной половины трубы на обращенном внутрь помещения участке конструкции 1109 центрального канала через внутреннюю сторону кожуха 1328 центрального канала и в направлении центрального канала для потока 1322 вытяжного воздуха в блоке 1300 воздушного фильтра.

[179] Конструкция 1109 центрального канала направляет вытяжной воздух по мере его протекания с обращенной внутрь стороны второго продольного половинного участка теплообменного модуля 1110 и через него в направлении центрального участка модуля 1300 воздушного фильтра. Гребни 1307, 1308 центрального канала за счет их плотной посадки по отношению к внутренней стороне теплообменного модуля 1110 обеспечивают минимальный обмен потоками воздуха между двумя продольными внутренними половинными пространствами, определяемыми конструкцией 1109 центрального канала. Сужающаяся форма теплообменного модуля 1110 предусмотрена для обеспечения равномерного дифференциального давления на пластинах вдоль длины в продольном направлении теплообменного модуля, гарантируя равномерную поперечную скорость через упомянутые пластины, что, в свою очередь, оптимизирует эффективность.

[180] Фильтр 1108 приточного воздуха в модуле 1300 фильтра может иметь любую форму, такую как тороидальная, орбитальный цилиндр, конусная, плоская, в форме гофры, пористая, и другие. Если продольные внешние и внутренние стенки с уплотнением не предусмотрены в фильтре, это обеспечивается внутренней окружающей стенкой 1302 и внешней окружающей стенкой 1301 самого блока 1300 воздушного фильтра.

[181] Когда приточный воздух выходит из блока направления приточного воздуха, он направляется через воздушный фильтр 1108 низкого сопротивления перед тем, как поток воздуха направляется статичной конструкцией 1109 центрального канала, направляющей воздух от фильтра к стороне первой половины вращающегося теплообменного модуля 1110. Фильтр 1108 и теплообменный конус 1110 могут иметь вращательное соединение и вращаться вокруг их собственной продольной оси посредством остаточной вращательной силы потока приточного воздуха, которая по-прежнему имеет место после того, как поток воздуха покинул лопатки 1106 блока направления приточного воздуха.

[182] На обращенной внутрь помещения стороне вращающегося теплообменного модуля 1110 предусмотрен трубчатый узел 1330 направления воздуха, содержащий статичные внешние гребни 1312, 1313 разделения потока, имеющие профиль с внутренней стороны, соответствующий сужающейся внешней форме вращающегося теплообменного модуля 1110, и профиль с внешней стороны, соответствующий внутренней части корпуса 1003 блока. Статичные внешние гребни 1312, 1313 разделения потока разделяют пространство между внешней стороной вращающегося теплообменного модуля 1110 и внутренней стороной корпуса 1003 блока в области вращающегося теплообменного модуля 1110 на две продольные половины - одну половину, которая обеспечивает канал для потока приточного воздуха, и вторую половину, которая обеспечивает канал для потока вытяжного воздуха в противоположном направлении. Статичное положение статичных внешних гребней 1312, 1313 разделения потока соответствует статичному положению плотно посаженных продольных гребней 1307, 1308 центрального канала. Эффект этих продольных гребней 1307, 1308, 1312, 1313 состоит в том, что при медленном вращении вращающегося теплообменного модуля 1110 поток воздуха через вращающийся теплообменный модуль 1110 направляется в одну продольную половину вращающегося теплообменного модуля 1110 статично определяемую положением продольных статичных внешних гребней 1312, 1313 разделения потока и плотно посаженных продольных гребней 1307, 1308 центрального канала в первом направлении, и в другом направлении через противоположную продольную половину теплообменного модуля 1110. Вращение продольного теплообменного модуля 1110 приводит к теплообмену между потоками воздуха, протекающими в каждом направлении. В случае, если температура внутри помещения выше температуры снаружи помещения, вытяжной воздух будет подогревать вращающийся теплообменный модуль в области продольной половины, определяемой плотно посаженными гребнями 1307, 1308 центрального канала, и по мере вращения нагретой области теплообменного модуля и достижения противоположной стороны, определяемой плотно посаженными гребнями 1307, 1308 центрального канала, приточный воздух будет нагреваться за счет более высокой температуры теплообменного модуля 1110.

[183] На обращенной внутрь помещения стороне трубчатого узла воздуховода предусмотрено некоторое количество круговых лопаток 1314 направления воздуха для обеспечения равного распределения в комнатный блок и из него на обращенной внутрь помещения стороне. Предусмотрена торцевая крышка 1316 для обеспечения опоры и удержания в сборе вращающегося теплообменного модуля 1110. Предусмотрено центральное отверстие 1317 для удержания статичной конструкции 1109 центрального канала путем вмещения его выступающего элемента 1167, и основание выступающего элемента 1167 может образовывать центр для шарикового подшипника 1120 на обращенной внутрь помещения стороне. Трубчатый узел 1330 воздуховода может содержать одно или более опорных колец 1311 круговых лопаток в направлении обращенного наружу конца трубчатого узла 1330 воздуховода для обеспечения правильного и устойчивого размещения продольных статичных внешних гребней 1312, 1313 разделения потока.

[184] Эксперименты указывают на то, что вращающийся теплообменный модуль 110 исключает проблемы, связанные с конденсацией, почти при любых условиях.

[185] В другом варианте выполнения настоящего изобретения воздушный фильтр может быть прикреплен к обращенной внутрь помещения стороне рабочего колеса, как проиллюстрировано на Фиг. 121А-Е и 122А-С. В данном варианте выполнения как рабочее колесо 1210, так и фильтр 1211 размещены с соединением друг с другом во вращательном взаимодействии. С обращенной внутрь помещения стороны рабочего колеса продолжается круглый канал 1213 рабочего колеса с внутренним диаметром, выполненным с возможностью соответствия внешнему диаметру 1214 вытяжного впуска рабочего колеса. Элемент 1232 вращения вытяжного воздуха, содержащий множество лопастей/лопаток пропеллера, которые с внутренней стороны прикреплены к центральному участку 1231 конструкции рабочего колеса и размещены на равном орбитальном расстоянии вокруг него, причем центральный участок 1231 продольно продолжается в направлении обращенной внутрь помещения стороны, причем лопасти пропеллера направлены наружу от центрального участка в направлении внутренней стороны кругового канала 1213 рабочего колеса и при необходимости прикреплены к упомянутой стороне своей внешней стороной, и лопасти пропеллера изогнуты в направлении вытяжного впуска рабочего колеса таким образом, что при вращении рабочего колеса они помогают придать вращение вытяжному воздуху перед его направлением в сторону вращающегося рабочего колеса и в него. Это уменьшает шум и сопротивление потоку вытяжного воздуха 1018, 1019.

[186] Фильтр 1211 имеет трубчатую форму, предпочтительно форму конуса, и прикреплен к внешней стороне рабочего колеса 1210 и канала 1213 рабочего колеса в продольном направлении, продолжаясь на протяжении каналов выпуска приточного воздуха рабочего колеса 1210 и канала 1213 рабочего колеса таким образом, что, когда приточный воздух 1016, 1017 выходит из рабочего колеса 1210, он протекает в направлении внутренней стороны первого участка продольно ориентированного фильтра 1211 трубчатой формы. Второй участок продольно ориентированного фильтра 1211 трубчатой формы продолжается на протяжении внешней стороны кругового канала 1213 рабочего колеса. Конусная форма продольно ориентированного фильтра трубчатой формы имеет больший внутренний диаметр на стороне рабочего колеса. Меньший внутренний диаметр фильтра 1211 конусной формы соответствует внешнему диаметру кругового канала 1213 рабочего колеса, а узкий конец фильтра 1211 трубчатой формы надевается с перекрытием на канал 1213 рабочего колеса таким образом, что при распределении приточного воздуха 1016, 1017 вдоль внутренней стороны фильтра 1211 трубчатой формы весь воздух направляется через фильтр в направлении, в общем перпендикулярном ориентированному в продольном направлении пути 1224 потока приточного воздуха через воздушный фильтр 1211. Фильтр 1211 трубчатой формы вращается вместе с рабочим колесом 1210. На внешней стороне канала рабочего колеса могут быть размещены внутренние разделительные элементы (не показаны) для обеспечения достаточного места для того, чтобы приточный воздух 1016, 1017 проходил по всей продольной внутренней поверхности фильтра 1211 трубчатой формы. Эти разделительные элементы могут быть исключены, поскольку давление воздуха от вращающегося рабочего колеса 1210 может в достаточной степени толкать фильтр 1211 трубчатой формы наружу для обеспечения достаточного места для распределения потока приточного воздуха 1016, 1017 вдоль внутренней поверхности фильтра. В данном варианте выполнения рабочее колесо может содержать выступающий фланец 1215, выполненный в качестве основания на своей обращенной внутрь помещения стороне для вмещения обращенного наружу конца фильтра 1211 трубчатой формы. Внешний участок обращенной наружу стороны выступающего фланца 1215 содержит лабиринтное воздушное уплотнение или уплотнительную поверхность скольжения, причем уплотнение работает во взаимодействии с соответствующим имеющим форму статичного уплотнения фланцем 1216, который неподвижно прикреплен к корпусу 1218 блока рабочего колеса. Имеющий форму статичного уплотнения фланец 1216 определяет уровень, на котором узел из рабочего колеса 1210, фильтра 1211 конусной формы и канала 1213 рабочего колеса размещены в корпусе 1218 блока рабочего колеса и корпусе 1219 фильтра.

[187] Поток/потоки приточного воздуха 1016, 1017 направляются наружу и через фильтр 1211 трубчатой формы при вращении рабочего колеса 1210 и фильтра 1211 трубчатой формы. Снаружи фильтра 1211 трубчатой формы участок статичного корпуса 1219 фильтра может содержать с внутренней стороны, между имеющим форму статичного уплотнения фланцем 1216 и блоком 1220 направления воздуха, винтообразные шнековые элементы 1221, которые определяют пространство и путь для выхода приточного воздуха на внешнюю поверхность фильтра 1211 трубчатой формы и протекания воздуха в направлении блока 1220 направления воздуха 1220. Блок 1220 направления воздуха содержит внутреннее кольцо 1222 направления воздуха, причем внутреннее кольцо 222 направления воздуха сопоставимо с обращенным внутрь диаметром 1223 канала 1213 рабочего колеса. Воздушное уплотнение внутреннего канала рабочего колеса (не показано) предусмотрено между внутренним кольцом 1222 направления воздуха и обращенным внутрь диаметром 1223 канала 1213 рабочего колеса. Воздушное уплотнение внутреннего канала рабочего колеса (не показано) блокирует путь приточного воздуха 1016, 1017, изолируя его от пути 1018, 1019 вытяжного воздуха. Винтообразные шнековые элементы 1221 обеспечивают направление воздуха дальше по ходу в направлении обращенной внутрь помещения стороны по управляемому спиральному пути, причем винтообразные шнековые элементы 1221 также уменьшают туннельный эффект.

[188] Рабочее колесо 1210, канал 1213 рабочего колеса и фильтр 1211 трубчатой формы соединены и вращаются вместе при приведении в действие мотора 1103. Мотор заключен в корпус 1212 мотора рабочего колеса, расположенный в центре рабочего колеса 1210, причем корпус 1212 мотора рабочего колеса может представлять собой цельный центральный участок рабочего колеса 1210, дополнительно обеспечивая отверстие в направлении обращенной наружу стороны таким образом, что мотор 1103, неподвижно прикрепленный к статичному корпусу 1218 блока рабочего колеса, входит в корпус 1212 мотора рабочего колеса со стороны, обращенной наружу. Рабочее колесо 1210, канал 1213 рабочего колеса и круговой фильтр 1211 трубчатой формы могут быть сняты путем их вытягивания из статичного корпуса 1218 блока рабочего колеса на обращенной внутрь помещения стороне вентиляционного блока 1230. Тогда круговой фильтр 1211 трубчатой формы может быть удален путем его вытягивания из рабочего колеса 1210 и канала 1213 рабочего колеса. Рабочее колесо 1210 может быть очищено, и новый круговой фильтр 1211 трубчатой формы может быть прикреплен вокруг канала 1213 рабочего колеса перед установкой узла из рабочего колеса 1210, канала 1213 рабочего колеса и кругового фильтра 1211 трубчатой формы в статичном корпусе 1218 блока рабочего колеса путем его проталкивания в статичный корпус 1218 блока рабочего колеса, пока лабиринтное воздушное уплотнение или уплотнительная поверхность скольжения выступающего фланца 1215 не соединится с имеющим форму статичного уплотнения фланцем 1216, неподвижно прикрепленным к статичному корпусу 1218 блока рабочего колеса, и рабочее колесо 1210 соединяется с мотором 1103.

[189] Статичный корпус 1219 фильтра и блок 1220 направления воздуха могут быть выполнены в виде одного целого, и по меньшей мере статичный корпус 1219 фильтра выполнен с внешним диаметром, имеющим величину, обеспечивающую плотную вставку внутрь корпуса 3 блока с удержанием при его проталкивании внутрь корпуса 1003 блока.

[190] Далее один вариант выполнения вентиляционного блока 1230 будет собран, как проиллюстрировано на виде в разрезе по Фиг. 122С, в котором обращенная внутрь помещения крышка 1264 и корпус 1003 блока обеспечивают удерживающую опору для вентиляционного узла, содержащего вращающийся теплообменный модуль 1110 и фиксированную конструкцию 1109 центрального канала, соединенные с статичной торцевой крышкой 1316 через шариковый подшипник 1120 на обращенной внутрь помещения стороне. Шариковый подшипник 1120 на обращенной внутрь помещения стороне также обеспечивает вращающуюся точку соединения для вращающегося теплообменного модуля 1110. На обращенной наружу стороне фиксированной конструкции 109 центрального канала втулка 1325 центрального канала, неподвижно удерживаемая центрирующими перемычками 1327, соединенными на дальней обращенной наружу стороне фиксированной конструкции 109 центрального канала, предусматривает шариковый подшипник 1119 на стороне мотора. Шариковый подшипник 1119 на стороне мотора дополнительно обеспечивает вращающееся соединение, удерживающее узел рабочего колеса с рабочим колесом 1210 и вращающимся фильтром 1211 трубчатой формы на месте, нагружая его в направлении имеющего форму статичного уплотнения фланца 1216, который неподвижно прикреплен к корпусу 1218 блока рабочего колеса. Фиксирующая центральная выемка рабочего колеса, содержащая кожух 1104 вала для вмещения вала 1004 мотора, обеспечивает вращающееся соединение между мотором и узлом рабочего колеса, и при установке узла рабочего колеса кожух 1104 вала может быть выполнен таким образом, чтобы обеспечивать упругую пружинную силу, удерживающую вал 1004 мотора. Могут быть предусмотрены и другие соединительные механизмы, такие как, не ограничиваясь, имеющие форму охватываемой и охватывающей частей выступ и выемку, соединение с болтом и гайкой, соединительные элементы в виде защелок, шплинтовая фиксация оси в центральном канале узла рабочего колеса, или другое.

[191] Другой вариант выполнения вентиляционного блока проиллюстрирован на Фиг. 123А - С, из которых на Фиг. 123 В показан вынесенным наружу теплообменный модуль, а кроме того рабочее колесо и вращающийся фильтр вынесены наружу на Фиг. 123С. Путь приточного воздуха 1016, 1017 и потока 1018, 1019 вытяжного воздуха проиллюстрирован на Фиг. 123А.

[192] В другом варианте выполнения вентиляционный блок 1001 может быть выполнен с возможностью обеспечения максимального вентиляционного эффекта/потока воздуха. В таком случае вращающийся теплообменный модуль 1110, комнатный блок и блок 1300 фильтра могут быть заменены статичным модулем 1190, комнатным модулем и при необходимости фильтром, что далее называется летним модулем, как проиллюстрировано на Фиг. 119А-С. Летний модуль предназначен главным образом для использования при отсутствии необходимости теплообмена, и если более важной является фильтрация и/или сильный поток воздуха для переноса избыточного тепла. Летний модуль 1190 размещен в корпусе 1003 блока на обращенной внутрь помещения стороне двухрежимного вентилятора 1200. Летний модуль 1190 содержит внутренний центральный канал 1193 и орбитальный продольный канал 1194, определяемый внешней поверхностью стенки внутреннего центрального канала 1193 и внутренней поверхностью корпуса 3 блока. Летний модуль 1190 обеспечивает прямой путь потока вытяжного воздуха с обращенной внутрь помещения стороны вентиляционного блока 1001 через внутренний центральный канал 1193 и во внутреннюю центральную часть 1102 обращенной внутрь помещения стороны двухрежимного рабочего колеса 1002 в двухрежимном вентиляторе 1200. В противоположном направлении он направляет приточный воздух напрямую из внешней орбитальной кольцевой области 1182 обращенной внутрь помещения стороны рабочего колеса 1002 в двухрежимном вентиляторе 1200 через орбитальный продольный канал 1194 на обращенную внутрь помещения сторону вентиляционного блока 1001.

[193] Летний модуль 1190 может быть дополнительно снабжен фильтром 1192 пыльцы/смога для фильтрации приточного воздуха, размещенным на пути приточного воздуха 1016, 1017. Фильтр 1192 пыльцы/смога может быть выполнен в форме конуса, имеющего более широкую окружность на обращенной внутрь помещения стороне фильтра 1192 пыльцы/смога, и размещен в орбитальном продольном канале 1104, определяемом внешней поверхностью стенки внутреннего центрального канала 1193 и внутренней поверхностью корпуса 1003 блока. Фильтр 1192 пыльцы/смога, внутренний диаметр на узком конце которого будет наиболее близким к двухрежимному вентилятору 1200, имеет внутреннюю окружность, соответствующую внешнему диаметру внутреннего центрального канала 1193, и таким образом приточный воздух не может проникать с внутренней стороны фильтра 1192 пыльцы/смога. На другом конце внешний диаметр наиболее широкой части фильтра 1192 пыльцы/смога вблизи обращенной внутрь помещения стороны вентиляционного блока соответствует внутреннему диаметру корпуса 1003 блока, и таким образом приточный воздух не может проникать мимо фильтра с внешней стороны, не пройдя через него перед поступлением в комнатный блок вентиляционного блока 1001. Таким образом приточный воздух должен проходить через фильтр 1192 пыльцы/смога при протекании от двухрежимного вентилятора 1200 на обращенную внутрь помещения сторону вентиляционного блока 1001. Фильтрующие свойства могут быть адаптированы к требованиям, предъявляемым к пропускной способности и уровню содержания пыльцы и загрязнений.

[194] В одном варианте выполнения настоящего изобретения вращающийся теплообменный модуль 1110 и комнатный блок в первом варианте выполнения предусмотрены в виде заменяемого узла, который может быть легко заменен статичным летним модулем 1190, а второй вариант выполнения комнатного блока содержит при необходимости фильтр 1192 пыльцы/смога. Это делает блок мощным средством очистки воздуха, а также эффективным охлаждающим устройством при теплом климате/в теплое время года.

[195] Комнатный блок, содержащий периферийный круговой блок 1260, 1263 направления потока и обращенную внутрь помещения крышку 1122, 1264, завершает обращенную внутрь помещения сторону вентиляционного блока 1001, причем блок направления потока может быть образован узлом, способным частично ограничивать поток воздуха в одном или обоих направлениях.

[196] В одном варианте выполнения комнатного блока, определенном на Фиг. 120, поток воздуха направляется множеством лопаток 1263, размещенных перпендикулярно потоку воздуха в периферийном орбитальном кольце между обращенной внутрь помещения крышкой 1264 и круговым основанием 1265. Если комнатный блок установлен в вентиляционном блоке 1001, содержащем вращающийся теплообменный модуль 1110 и продольные статичные внешние гребни 1312, 1313 разделения потока, приточный воздух будет выходить между лопатками 1263 на одной половине периферийного орбитального кольца между обращенной внутрь помещения крышкой 1264 и круговым основанием 1265, а вытяжной воздух будет всасываться на противоположной половине. Лопатки могут быть шарнирно установлены с возможностью вращения с одной стороны 1266, 1267 и соединены с блоком поворота лопаток (не показан) на противоположной стороне 1266, 1267, и таким образом они могут быть выполнены с возможностью вращения для помещения большей площади лопаток в поток воздуха, и таким образом могут ограничивать поток воздуха в одном из направлений потока. Блок поворота может приводиться в действие одним или более малыми электромоторами, размещенными в комнатном блоке, таким образом, чтобы оба потока могли ограничиваться независимо друг от друга. Таким образом могут быть предусмотрены, например, 4 режима: малый поток приточного воздуха/малый поток вытяжного воздуха, малый поток приточного воздуха/большой поток вытяжного воздуха, большой поток приточного воздуха/малый поток вытяжного воздуха, и большой поток приточного воздуха/большой поток вытяжного воздуха. Может использоваться меньшее число режимов или большее число режимов, предусматривающее возможность выбора промежуточных положений. Таким образом возможно обеспечение состояний как вакуума, так и равновесия или избыточного давления на обращенной внутрь помещения стороне вентиляционного блока. Это позволяет балансировать блок для достижения максимальной эффективности при изменении дифференциального давления.

[197] В одной примерной ситуации может быть предусмотрен «режим ожидания», обеспечивающий минимальную вентиляцию вентиляционным блоком. Например, это может использоваться в спальнях в дневное время. Для исключения сильной утечки горячего воздуха в ветреные дни потоки как приточного, так и вытяжного воздуха могут быть максимально ограничены.

[198] В другой ситуации, в которой требуется ограничение по отдельности, летний модуль может использоваться во время сезона пыльцы. В ветреные дни ограничения могут быть установлены таким образом, чтобы на обращенной внутрь помещения стороне подавалось избыточное давление, причем приточный воздух, содержащий чистый воздух, свободный от пыльцы, нагнетается в помещение, таким образом поддерживая избыточное давление внутри помещения и предотвращая проникновение пыльцы в помещение через малые зазоры и трещины.

[199] Во втором варианте выполнения комнатного блока для использования со статичным летним модулем 1190, как определено на Фиг. 119А-С, поток 1016, 1017 приточного воздуха протекает от орбитального продольного канала 1194, определяемого внешней поверхностью стенки внутреннего центрального канала 1193 и внутренней поверхностью корпуса 1003 блока, через предусмотренный при необходимости фильтр 1192 пыльцы/смога, и выходит из вентиляционного блока 1001, направляемый множеством лопаток 1263 блока помещения, расположенных перпендикулярно потоку воздуха в периферийном орбитальном кольце между впускной крышкой 1195 и круговым основанием 1265. Круговое основание 1265 может быть исключено при использовании в качестве поверхности для формирования канала самой стены помещения. Впускная крышка 1195 выполнена в виде изогнутого наружу фланца, соединенного с обращенным внутрь помещения концом внутреннего центрального канала 1193 на одном конце и проходит диаметрально наружу для обеспечения направления приточного воздуха через лопатки 1263 блока помещения. Лопатки 1263 блока помещения могут быть шарнирно установлены с возможностью вращения с одной стороны 1266, 1267 и соединены с блоком поворота лопаток (не показан) на противоположной стороне 1266, 1267, и таким образом они могут быть выполнены с возможностью вращения для помещения большей площади лопаток в поток воздуха, и таким образом могут ограничивать поток воздуха в одном из направлений потока. Блок поворота может приводиться в действие одним или более малыми электромоторами, размещенными в комнатном блоке. Вытяжной воздух 1018, 1019 направляется в комнатный блок круговым вытяжным каналом 1196 комнатного блока, определяемым внешней поверхностью впускной крышки 1195 и внутренней поверхностью крышки 1191 вытяжки. Крышка 1191 вытяжки может быть с достижением преимущества выполнена имеющей вогнутую форму, зеркально отражающую кривизну впускной крышки 1195, таким образом, что, когда вытяжной воздух протекает через круговой вытяжной канал 1196 комнатного блока и во внутренний центральный канал 193, поток вытяжного воздуха имеет небольшую турбулентность. На пути потока вытяжного воздуха в круговом вытяжном канале 1196 комнатного блока могут быть размещены дополнительные лопатки блока помещения (не показаны), и эти лопатки также могут быть шарнирно установлены с возможностью вращения и соединены с блоком поворота лопаток (не показан), как описано выше.

[200] Блок 1260 направления потока блока помещения в другом варианте выполнения, показанном на Фиг. 101, 104, 105, 107 и 108, может содержать перфорированную 1261 поверхность, через которую должен проходить поток воздуха. Блок 1260 направления потока может дополнительно иметь динамически изменяемую ограничительную способность. Это может быть реализовано путем добавления к блоку 1260 направления потока второй подвижной перфорированной пленки 1262. При добавлении средства управления, такого как ступенчатый мотор, соединенного со второй подвижной перфорированной пленкой 1262, возможно скользящее перемещение перфораций второй подвижной перфорированной пленки 1262 по перфорациям 1261 блока 1260 направления потока, и таким образом возможно изменение сопротивления потоку через блок 1260 направления потока. Поток воздуха направляется на обращенную внутрь помещения сторону на стороне одной половины блока ограничения потока и в противоположном направлении на стороне другой половины. Поток может быть ограничен на стороне одной или обоих половин блока 1260 направления потока, и таким образом вентиляционный блок 1001 получает возможность обеспечения эффекта герметичности или вакуума на обращенной внутрь помещения стороне вентиляционного блока 1001.

[201] Следует признать, что, хотя комнатные блоки играют роль в оптимизации работы вентиляционного блока по настоящему изобретению, возможно выполнение любого из вариантов выполнения комнатных блоков, описанных выше, в виде отдельного устройства для реализации других видов вентиляционных блоков.

[202] В одном варианте выполнения вентиляционный блок 1001 установлен в стене между внешней средой снаружи и внутренним помещением. Обычно стена содержит сквозной канал с сечением, соответствующим внешнему сечению корпуса 3 блока, включая допуски. Форма сечения может быть единообразной на всю глубину стены (толщину стены), что может также относиться и к вентиляционному блоку. Вентиляционный блок может иметь цилиндрическую внешнюю форму. Через канал в стене может быть установлена втулка канала (не показана). Внутренняя форма втулки канала может соответствовать внешней форме вентиляционного блока 1001 и его дополнительной проводки и при необходимости мест подключения датчиков. Втулка канала может иметь сквозные отверстия для проводки и разъемов подачи питания и при необходимости управляющих сигналов, выполненные с возможностью соединения проводки, предусмотренной в вентиляционном блоке для питания моторов, датчиков и электронных схем, содержащихся в вентиляционном блоке 1001. Упомянутые разъемы и форма могут быть такими, что вентиляционный блок 1001 может быть введен во втулку канала, и он может удерживаться на месте посредством замыкания замка-защелки и быть полностью готовым к эксплуатации. Могут использоваться и другие замковые механизмы, обеспечивающие как режим непрерывной работы, так и варианты выполнения, которые допускают смену узлов теплообменного модуля и летнего режима.

[203] Вентиляционный блок 1001 устанавливается таким образом, что сторона рабочего колеса направлена во внешнюю среду на внешней стороне таким образом, что рабочее колесо может свободно вращаться. При необходимости предусмотрена установка защитной крышки рабочего колеса снаружи рабочего колеса, причем защитная крышка рабочего колеса может также обеспечивать направление и разделение потоков воздуха, входящих 1016 и выбрасываемых 1019 из рабочего колеса 1002.

[204] В третьем варианте выполнения вентиляционного блока 1001 предусмотрены дополнительный удлинительный канал и дополнительный модуль направления воздуха, проиллюстрированные на Фиг. 115, 116, 117 и 118, позволяющие устанавливать вентиляционный блок 1001 в более толстых стенах. Таким образом, в таких стенах рабочее колесо 1002 в варианте стандартной длины будет размещено на некотором расстоянии внутри стены, если смотреть снаружи. Удлинитель предусматривает внутренний центральный удлинительный канал 1180 для проведения приточного воздуха 1016 с обращенной наружу стороны вентиляционного блока в рабочее колесо 1002, и концентрический внешний канал 1181 вокруг внутреннего центрального удлинительного канала 1180 для проведения вытяжного воздуха 1019 от рабочего колеса на обращенную наружу сторону вентиляционного блока 1001. Для более длинных удлинительных каналов может быть полезным обеспечение дополнительного модуля 1160 направления воздуха для остановки вращения вытяжного воздуха 1019, выходящего из рабочего колеса 1002 в направлении обращенной наружу стороны вентиляционного блока 1. На орбитальном фланце 1171 предусмотрено лабиринтное воздушное уплотнение 1170, которое разделяет впускные каналы и выпускные каналы рабочего колеса 1002 с обращенной наружу стороны, соединяющееся с внутренним участком 1161 концентрического внутреннего фланца дополнительного модуля 1160 направления воздуха. Аналогичным образом, круговой внутренний участок 1182 внутреннего центрального удлинительного канала 1180 размещен с уплотнением на внешнем участке 1162 концентрического внутреннего фланца дополнительного модуля 1160 направления воздуха таким образом, что приточный воздух, протекающий во внутреннем центральном удлинительном канале 1180, не проникает в поток вытяжного воздуха, протекающий в противоположном направлении через концентрический внешний канал 1183 вокруг внутреннего центрального удлинительного канала 1180, проводящего вытяжной воздух 1019 от рабочего колеса наружу.

[205] Другой вариант выполнения теплообменного модуля и модуля фильтра (не показан) может быть снабжен неподвижным модулем фильтра, который не вращается, и приводимым в движение мотором вращающимся теплообменный модулем. Теплообменный модуль может приводиться в движение зубчатой осью, соединенной с мотором рабочего колеса, или отдельным мотором, используемым только для вращения теплообменного модуля.

[206] В другом варианте выполнения изобретения двухрежимный вентилятор может быть объединен с противоточным теплообменником, отдельным в виде подвижного устройства, или установленным в стенном канале, обеспечивая оптимизированный блок для высушивания помещений, в которых существует проблема с сыростью и/или радоном, таких как подвалы. В таком окружении не является важным ни теплообмен, ни фильтрация воздуха, а задача состоит в перемещении достаточного объема воздуха наружу из потока воздуха с обращенной внутрь помещения стороны. Вытяжной воздух должен транспортироваться наружу, и должен подаваться сухой воздух. Таким образом, обычный противоточный блок с возможностью осушения может быть последовательно соединен с блоком вентилятора.

[207] Варианты выполнения вентиляционного блока, как те, что были определены выше, так и те, которые могут по отдельности объединять любое число признаков из вышеописанных вариантов выполнения, могут быть снабжены средствами проводной или беспроводной связи, что обеспечивает контакт с возможностью обмена данными с предусмотренной системой дистанционного контроля и управления. Эта система дистанционного контроля и управления может содержать облачную службу, прикладные программы/приложения, предусмотренные для отдельных портативных компьютеров, таких как ноутбуки, планшетные компьютеры, смартфоны или другое, средства связи и аналитические программы. Таким образом может быть обеспечен контроль и управление характеристиками вентиляции, реализуемый в виде службы или определяемый пользователем посредством блока дистанционного управления. Может осуществляться дистанционное управление датчиками и моторами в вентиляционном блоке.

[208] Два или более вентиляционных блока могут иметь контакт с возможностью обмена данными через средство связи, содержащееся в вентиляционном блоке, или через систему дистанционного контроля и управления. В окружении на обращенной внутрь стороне вентиляционных блоков может быть дополнительно установлен датчик, который может иметь контакт с блоком 1105 управления в вентиляционных блоках и/или с системой дистанционного контроля и управления для обеспечения дополнительной возможности гибкого управления вентиляционной системой.

[209] Изобретение может также быть предусмотрено в первом варианте выполнения устройства для узла двухрежимного рабочего колеса, предназначенного для использования в блоке вентиляции помещения, содержащем двухрежимное рабочее колесо 1002, 1210 и мотор 1103 для обеспечения вращательной силы для двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210, причем двухрежимное рабочее колесо 1002, 1210 имеет форму цилиндра для вращения вокруг его продольной центральной оси 1166, причем двухрежимное рабочее колесо содержит множество каналов 1061 приточного воздуха и каналов 1062 вытяжного воздуха, причем при вращении двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210 каналы 1061 приточного воздуха приводят в движение приточный воздух 1016, 1017 из центрального участка 1181 первой стороны двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210 и в него, и в направлении и из внешнего орбитального участка 1182 второй стороны двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210, и каналы вытяжного воздуха проводят вытяжной воздух 1018, 1019 в противоположном направлении, из центрального участка 102 второй стороны двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210 и в него, и в направлении и из внешней орбитальной кольцевой области 1184 на первой стороне двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210, причем стенки каналов приточного воздуха имеют такую конструкцию, что они образуют части стенок каналов 1062 вытяжного воздуха, обеспечивающие протекание в противоположном направлении, перемежаясь с каналами 1061 приточного воздуха.

[210] Второй узел двухрежимного рабочего колеса согласно первому варианту выполнения устройства дополнительно содержит воздушный фильтр 1108, 1211 круглой формы, расположенный на второй стороне двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210, причем воздушный фильтр 1108, 1211 круглой формы имеет первую сторону, обращенную в направлении двухрежимного рабочего колеса для приема приточного воздуха 1016, 1017, вытекающего из внешнего орбитального участка 1182 второй стороны двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210.

[211] Третий узел двухрежимного рабочего колеса согласно первому или второму варианту выполнения устройства, в котором предусмотрен продольный центральный канал 1111, 1213 для разделения приточного воздуха 1016, 1017 на его внешней стороне и вытяжного воздуха 1018, 1019 на его внутренней стороне на второй стороне двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210, причем первый участок продольного центрального канала 1111, 1213 имеет диаметр, приспособленный для того, чтобы соответствовать диаметру центрального участка 1102, 1214 второй стороны двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210, и продольный центральный канал 1111, 1213 расположен с уплотнением на двухрежимном рабочем колесе 1002, 1210 таким образом, что возможно смешивание малого объема воздуха или невозможно смешивание воздуха между потоком 1016, 1017 приточного воздуха и потоком 1018, 1019 вытяжного воздуха, и при этом по меньшей мере часть воздушного фильтра 1108, 1211 круглой формы расположена на продольном центральном канале 1111, 1213 и снаружи него.

[212] Четвертый узел двухрежимного рабочего колеса согласно любому из первого-третьего вариантов выполнения устройства дополнительно содержит статичный блок 1107, 1220 направления воздуха круглой формы, расположенный на пути потока 1016, 1017 приточного воздуха на второй стороне двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210, причем статичный блок 1107, 1220 направления воздуха круглой формы содержит лопатки, расположенные в пределах орбитального проточного пути на периферии снаружи центрального канала 1111, 1222, причем лопатки блока 1107, 1220 направления воздуха выполнены с возможностью остановки большей части вращательных сил, действующих на приточный воздух, которые вызваны вращением двухрежимного рабочего колеса 1002, 1220.

[213] Пятый узел двухрежимного рабочего колеса согласно четвертому варианту выполнения устройства, в котором лопатки выполнены с двумя или более величинами высоты hi, h2 входа для устранения эффекта скольжения, который проявляется при встрече пограничных слоев, приближающихся под «малым углом».

[214] Шестой узел двухрежимного рабочего колеса согласно пятому варианту выполнения устройства, в котором двухрежимное рабочее колесо дополнительно содержит центральный продольно расположенный кожух 104 вала мотора с центральной выемкой для вмещения и удержания участка вала 4 мотора.

[215] Седьмой узел двухрежимного рабочего колеса согласно шестому варианту выполнения устройства, в котором кожух 104 вала мотора содержит одно из упругого материала, имеющих форму охватываемой и охватывающей частей выступа и выемки, соединения с болтом и гайкой, соединительных элементов в виде защелок или шплинтовой фиксации оси в центральном канале узла рабочего колеса для обеспечения удерживающей силы, действующей на вмещаемый вал 4 мотора.

[216] Восьмой узел двухрежимного рабочего колеса согласно любому из первого - седьмого вариантов выполнения, дополнительно содержащий теплообменный модуль 1110, расположенный в продольном направлении на второй стороне рабочего колеса, причем теплообменный модуль 1110 выполнен с возможностью вращения вокруг имеющей форму половины трубы конструкции 1109 центрального канала, причем теплообменный модуль 1110 дополнительно содержит окружной коллекторный канал 1320 для приема всего приточного воздуха 1016, 1017, протекающего из внешнего орбитального участка 1182 второй стороны двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210, проводя его в одну продольную половину теплообменного модуля 1100 и через нее, и потока вытяжного воздуха 1018, 1019 через другую продольную половину теплообменного модуля 1110, причем конструкция 1109 центрального канала снабжена конструкцией в форме половины трубы для разделения потоков воздуха внутри теплообменного модуля 1110 на две продольные половины, и конструкция 1109 центрального канала дополнительно имеет по сторонам гребни 1307, 1308 центрального канала, продолжающиеся наружу с каждой стороны, причем гребни 1307, 1308 центрального канала имеют форму периферийного конца в радиальном направлении, адаптированную к кривизне внутренней части теплообменного модуля 1110, и узел двухрежимного рабочего колеса дополнительно содержит трубчатый узел 1330 направления воздуха, содержащий статичные внешние гребни 1312, 1313 разделения потока, имеющие профиль с внутренней стороны, соответствующий сужающейся внешней форме вращающегося теплообменного модуля 1110, и профиль с внешней стороны, соответствующий внутренней части корпуса 1003 блока, причем гребни 1307, 1308 центрального канала и статичные внешние гребни 1312, 1313 разделения потока попарно продольно выровнены на внутренней стороне и внешней стороне теплообменного модуля.

[217] Девятый узел двухрежимного рабочего колеса согласно любому из второго - восьмого вариантов выполнения устройства, причем двухрежимное рабочее колесо 1002, 1210 и воздушный фильтр 1211 круглой формы размещены с соединением друг с другом во вращательном взаимодействии, причем воздушный фильтр 1211 круглой формы имеет трубчатую форму и проходит в общем в продольном направлении на протяжении участка второй стороны двухрежимного рабочего колеса 1002, 1210 и участка продольного центрального канала 1213, и обеспечивает путь 1224 приточного воздуха, в общем перпендикулярный продольному направлению, через воздушный фильтр 1211.

[218] Десятый узел двухрежимного рабочего колеса согласно любому из второго - восьмого вариантов выполнения устройства, в котором теплообменный модуль 1110 и воздушный фильтр 1108, 1211 круглой формы размещены с соединением друг с другом во вращательном взаимодействии, причем воздушный фильтр 1108, 1211 круглой формы проходит в общем в перпендикулярном направлении по отношению к продольному направлению и обеспечивает продольный путь 1321 потока приточного воздуха через воздушный фильтр 1108.

[219] Первый вариант выполнения вентиляционного блока содержит узел двухрежимного рабочего колеса согласно любому из первого - десятого вариантов выполнения устройства, и дополнительно содержит периферийный круговой блок 1260, 1263 направления потока и обращенную внутрь помещения крышку 1122, 1264 для завершения обращенной внутрь помещения стороны вентиляционного блока.

[220] Второй вентиляционный блок согласно первому варианту выполнения вентиляционного блока, в котором блок 1260, 1263 направления потока может быть определен узлом, способным частично ограничивать поток воздуха в одном или обоих направлениях.

ТРЕТЬЯ ПРИОРИТЕТНАЯ ЗАЯВКА: NO 20190732

[221] Задача изобретения с третьим приоритетом состоит в создании блока воздушного вентилятора/фильтрации также для использования в жилых помещениях, либо в виде устанавливаемого на потолке устройства, либо в виде устройства, выполненного с возможностью размещения на столе/полу, и в решении всех или некоторых из проблем, описанных выше, путем уменьшения побочных эффектов, вызываемых тангенциальными скоростями воздуха.

[222] Предложено малошумное устройство очистки воздуха.

[223] В первом варианте выполнения изобретения предложен блок фильтрации воздуха для установки на потолке, предпочтительно в точке соединения/выхода освещения/электричества. Уникальная конструкция блока фильтрации обеспечивает возможность большей величины потока воздуха, чем поток воздуха у обычного воздушного вентилятора, но при значительно меньшем шуме и меньшем тангенциальном движении воздуха из блока вентилятора/ фильтра. Таким образом обеспечивается очищающая способность, равная или более высокая, чем у сравнимых блоков воздушных вентиляторов/фильтров, также в отношении частиц субмикронных размеров.

[224] В других вариантах выполнения изобретения предложены блоки воздушного вентилятора/фильтра, имеющие конструкцию для установки на столах или размещения на полу. Такие устройства сопряжены с дополнительными затруднениями, состоящими в том, что вращающиеся элементы устройства воздушного фильтра должны быть защищены от окружающей среды. Предложены такие устройства с защитой, содержащие уникальные элементы для частичного или полного исключения шума при работе. Обычная проблема, связанная с тангенциальным движением воздуха из блоков, зачастую исключает размещение таких устройств вблизи людей ввиду того, что сквозняк становится неприемлемо интенсивным. Один вариант выполнения согласно изобретению содержит кожух, удерживающий горизонтально установленный блок вентилятора/фильтра, и который направляет поток воздуха частично или полностью вертикально вверх.

[225] Общим для всех вариантов выполнения является уменьшение нежелательного сквозняка без компромиссов, таких как увеличение размера или уменьшение пропускной способности.

[226] Альтернативные варианты выполнения изобретения содержат дополнительные признаки, такие как применение угольного фильтра, ионизация, освещение, подогрев, ароматизация, увлажнение, громкоговорители и другие.

[227] Ключевым признаком для различных вариантов выполнения изобретения является наличие узла малошумного устройства очистки воздуха, который расположен на стороне за фильтрами, в котором используется струйный эффект малошумного устройства направления воздуха, которое толкает воздух в обратном направлении относительно направления вращения вентилятора/фильтра. Струйный эффект малошумного устройства направления воздуха помогает мотору, приводящему в движение вращающийся узел, таким образом снижая энергопотребление и устраняя часть сопротивления вращению узла.

[228] Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения описаны в нижеследующем кратком описании чертежей и последующем подробном описании, и будут очевидны из них, причем на чертежах показано:

Фиг. 201 - узел потолочного вентилятора, вид сбоку;

Фиг. 202 - узел потолочного вентилятора, вид под наклонным углом снизу;

Фиг. 203 - узел потолочного вентилятора, вид в разрезе под наклонным углом сверху;

Фиг. 204 - узел потолочного вентилятора, вид в разрезе сбоку;

Фиг. 205 - узел потолочного вентилятора, вид снизу

Фиг. 206 - узел потолочного вентилятора, вид в разрезе, покомпонентный вид;

Фиг. 207 - узел потолочного вентилятора, вид в разрезе, частичный покомпонентный вид;

Фиг. 208 - узел настольного вентилятора, вид сбоку;

Фиг. 209 - узел настольного вентилятора, вид сверху;

Фиг. 210 - узел настольного вентилятора, вид сбоку в разрезе;

Фиг. 211 - узел настольного вентилятора, вид в разрезе под наклонным углом сверху;

Фиг. 212А - покомпонентный вид узла настольного вентилятора, внешние лопатки продольной формы;

Фиг.212 В - покомпонентный вид узла настольного вентилятора, жесткая оболочка в форме концентрического цилиндра;

Фиг. 213А - принцип работы узла напольного вентилятора, внешние лопатки продольной формы;

Фиг. 213 В - принцип работы узла напольного вентилятора, сетка для направления воздуха;

Фиг. 214А-В - сетка для направления воздуха, внутренняя сторона;

Фиг. 215А-С - сетка для направления воздуха, внешняя сторона;

Фиг. 216А-В - вариант выполнения в форме кепки и вид сбоку в разрезе;

Фиг. 216А-В - виды сбоку в разрезе варианта выполнения в форме шлема.

[229] В нижеследующем описании применение конкретных понятий следует истолковывать в широком смысле и по меньшей мере в значениях, определенных ниже:

[230] СМН: кубические метры в час

[231] CADR: уровень подачи чистого воздуха, обычно измеряются 3 значения: дым, пыльца и пыль. CADR обычно измеряется в соответствии со стандартом ANSI/AHAM АС-1, в результате получается значение доли объема стандартного помещения в 28,5 м³, фильтруемого для удаления всех частиц либо дыма, либо пыльцы, либо пыли в определенной доле, умноженное на пропускную способность по потоку. Другими словами, это уровень подаваемого очищенного воздуха.

[232] Воздух: устройство согласно изобретению главным образом выполнено с возможностью применения для фильтрации воздуха, но устройство и система могут применяться в любом виде газообразной среды. При использовании в настоящем документе понятия «воздух» следует понимать, что оно охватывает значение любого вида газа.

[233] Теперь изобретение будет более подробно описано с обращением к чертежам при необходимости.

[234] Фиг. 201-207 иллюстрируют первый вариант выполнения изобретения, в котором устанавливаемый на потолке узел 2001 воздушного вентилятора/фильтра содержит узел вращающегося вентилятора, состоящий по меньшей мере из набора установленных по кругу лопастей 2003 вентилятора, каждая из которых установлена в продольном направлении 2100, обеспечивая форму аксиального вентилятора на впускном участке 2040 и форму радиального вентилятора на выпускном участке 2041, и при вращении 2020 узла вентилятора/фильтра вокруг продольной центральной оси 2038 он представляет собой средство закручивания поступающего воздуха.

[235] Поток воздуха, формируемый лопастью 3 вентилятора, распределяется вдоль внутренней стороны фильтра 2004, содержащегося в узле 2001 воздушного вентилятора/фильтра. Фильтр 2004 может быть выполнен в виде круговой концентрической втулки, например, из фильтрующей среды гофрированной формы, установленной снаружи окружности продольных лопастей 2003 вентилятора. Могут быть использованы другие материалы фильтра. Фильтр 2004 вращательно установлен на лопастях 2003 вентилятора и вращается вокруг продольной центральной оси 2038 вместе с лопастями 2003 вентилятора.

[236] Лопасти 2003 вентилятора могут иметь такую форму, чтобы встречать поток поступающего воздуха 2010 под соответствующим углом лопаток и предварительно закручивать воздух для приложения радиального давления к фильтру 2004. Воздух частично проталкивается лопастями 2003 и частично втягивается во внутренний канал 2013 посредством всасывания, формируемого вращающимся фильтром 2004 и внешним каркасом 2002. На чертежах проиллюстрирован вариант выполнения, в котором воздух втягивается в узел 2001 вентилятора/фильтра только с нижней стороны, а верхняя сторона узла 2001 вентилятора/фильтра закрыта торцевой крышкой 2036 круглой формы. Следует понимать, что в другом варианте выполнения торцевая крышка может быть воздухопроницаемой, выполненной в виде сетки или пластины или другого, содержащего отверстия для пропускания воздуха аналогичным образом, и при этом лопасти 2003 вентилятора имеют форму для приведения в движение воздуха из обоих отверстий в продольном направлении узла 2001 вентилятора/фильтра, снизу и сверху, при вращении узла 2001 вентилятора/фильтра. Узел лопастей вентилятора может содержать одно или более армирующих колец 34, обеспечивающих равное расстояние между лопастями 2003.

[237] Узел 2001 воздушного вентилятора/фильтра дополнительно содержит набор внешних лопаток 2002 продольной формы, установленных вокруг фильтра 2004 и лопастей 2003 вентилятора. При этом внешние лопатки 2002 вращательно соединены с фильтром 2004 и лопастями 2003 вентилятора и выполнены с возможностью расположения по существу в тангенциальном направлении по отношению к внешней стороне фильтра 2004, причем край 2050 с внутренней стороны расположен ближе к внешней стороне фильтра 2004, а край 2051 с внешней стороны выполнен с возможностью нахождения в радиальном направлении снаружи по отношению к краю 2050 с внутренней стороны соседней внешней лопатки 2002 в направлении, противоположном направлению 2020 вращения. Впускная область/просвет 2052, определяемое областью между всеми краями 2050 с внутренней стороны внешних лопаток 2002, больше, чем выпускная область/просвет 2053 между всеми краями 2051 с внешней стороны внешних лопаток 2002, и таким образом формируется множество малошумных устройств направления воздуха, причем выпускная область образует некоторый вид выпускного сопла 2053.

[238] Внешние лопатки 2002 могут быть шарнирно закреплены на каркасе 2035, 2039, 2039', и просветы 2053 сопел могут изменяться путем изменения направления лопаток 2002 по отношению к внешней стороне фильтра 2004, таким образом изменяя выпускные области. Изменение угла внешних лопаток может быть непрерывным или может соответствовать набору заданных углов, и изменение угла может обеспечиваться управляемым вручную средством или автоматическим или дистанционно управляемым средством.

[239] Узел внешних лопаток 2002 может содержать одно или более армирующих колец 2 035 лопаток для поддержания формы внешних лопаток 2002 и расстояния между ними.

[240] В узле внешних лопаток 2002 расстояние между ними может быть апериодически распределено, что может дополнительно способствовать уменьшению шума.

[241] При вращении узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра поток 2010 воздуха втягивается снизу во внутренний канал 2013 узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра (при необходимости как снизу, так и сверху), а энергия, сообщаемая потоку воздуха лопастями 2003 вентилятора, частично используется для проталкивания 2011 воздуха через фильтр, и частично для повышения скорости потока 2012 воздуха через выпускные отверстия малошумного устройства направления воздуха между внешними лопатками 2002. Таким образом воздух выталкивается из узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра в направлении, противоположном направлению 2020 вращения узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра.

[242] Эффект формирующих струи внешних лопаток 2002 малошумного устройства направления воздуха состоит в том, что устраняется весь тангенциальный поток воздуха, выходящий из фильтра 2004, или его часть, в результате чего также устраняется/уменьшается сквозняк и шум.

[243] Изобретение может обеспечивать равный уровень подачи свежего воздуха, CADR, при меньшем размере (диаметре) изделия и меньшем энергопотреблении по сравнению с устройствами из уровня техники. В результате может быть обеспечена высокоэффективная фильтрация пыльцы и пыли для жилых помещений с ограниченной высотой потолка.

[244] Без статичной выходной решетки и шума, связанного с прохождением воздуха через соответствующие отверстия открывается возможность использования варианта выполнения изобретения для установки на крыше для использования с фильтрами с меньшей степенью очистки и более высокой проницаемостью, позволяющих пропускать значительно больший объем очищенного от пыльцы воздуха без повышения шума. Для настольных и напольных вариантов выполнения более высокая проницаемость фильтра 2004 дополнительно устранит составляющие шума при повышении скорости струй в обратном направлении. Таким образом уменьшается тангенциальная скорость и, в свою очередь, скорость на выходе через выпускные клапаны.

[245] В одном варианте выполнения изобретения внешние лопатки 2002 могут быть расположены слегка по диагонали (не показано) к продольному направлению 2100, чтобы перенаправлять поток воздуха вверх или вниз. Еще в одном варианте выполнения внешние лопатки 2 002 могут быть выполнены в виде конструкции с зеркальными верхней и нижней половинами, начинающимися на уровне «экватора» 2101 (не показан), и таким образом они могут выталкивать воздух вверх на участке верхней половины внешних лопаток 2002 и вниз на участке нижней половины внешних лопаток 2002.

[246] В другом варианте выполнения изобретения внешние лопатки могут изменяться между двумя или более положениями/ориентациями таким образом, что поток воздуха при выходе из узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра может изменяться.

[247] Упомянутое положение/ориентация могут динамически изменяться посредством механического ручного переключателя, дистанционного управления или автоматического изменения.

[248] Еще в одном варианте выполнения внешние лопатки 2002 могут изменять свое положение/ориентацию/угол в зависимости от различных режимов работы, то есть, например, между: положением, обеспечивающим первую тангенциальную скорость воздуха за счет струйного эффекта, и положением, обеспечивающим вторую, меньшую тангенциальную скорость воздуха. В другом варианте выполнения возможно обеспечение множества положений. В последнем упомянутом режиме работы возможна работа узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра в режиме, имитирующем обычный потолочный вентилятор.

[249] Еще в одном варианте выполнения изобретения предусмотрены внешние лопатки 2002, сконструированные в различных конфигурациях для обеспечения множества различных режимов выхода потока воздуха, и таким образом для использования индивидуально регулируемого эффекта направления воздуха с низким уровнем шума для удовлетворения индивидуальных потребностей, относящихся к режиму потока воздуха, выходящего из узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра.

[250] Еще в одном варианте выполнения малошумное устройство направления воздуха из внешних лопаток 2002 может быть заменено жесткой оболочкой 2124, 2125, содержащей множество струйных сопел 2150, как проиллюстрировано на Фиг. 212 В, 214А и В и на Фиг. 215А, 215 В и 215С. Фиг. 214А и 214 В иллюстрируют один вариант выполнения участка материала такого концентрического цилиндра на виде с внутренней стороны 2125, стороны, обращенной к фильтру, на которой поток воздуха вводится 2151 в сопла 2150, а Фиг. 215А, 215 В и 215С иллюстрируют участок в соответствии с аналогичным примерным вариантом выполнения с внешней стороны 2124, на котором поток воздуха выходит 2152 струями из струйных сопел 2150. Фиг. 212 В иллюстрирует оболочку 2124, 2125 в форме концентрического цилиндра, размещенную в настольном варианте узла 80 воздушного вентилятора/фильтра, как описано ниже, но оболочка 2124, 2125 в форме концентрического цилиндра может быть реализована как в описанном выше узле 2001 воздушного вентилятора/фильтра, устанавливаемом на потолке, так и в узле 2131 воздушного вентилятора/фильтра, устанавливаемом на полу.

[251] Кроме того, может быть предусмотрена потолочная скоба 30 для установки узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра в точке соединения на потолке, содержащей: электрическую проводку для подачи питания на мотор и контроллер, контроллер, модуль связи и разъемы 2031, и мотор 20 2032, снабженный осью 2033 мотора для приведения в действие и управления узлом 2001 воздушного вентилятора/фильтра.

[252] Соединение между лопастями 2003 вентилятора, фильтром 2004 и внешними лопатками 2002 может быть реализовано круглой торцевой муфтой 2036, 2037 на нижнем торце узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра и/или торцевой крышкой 2036 на верхнем торце узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра.

[253] Фиг. 206 и Фиг. 207 иллюстрируют два варианта покомпонентных видов узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра. При техническом обслуживании, как показано на Фиг. 207, возможно снятие фильтра 2004 путем снятия круглой торцевой крышки 2036, 2037 и последующего вытягивания фильтра из узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра. Может быть вставлен новый фильтр, и круглая торцевая крышка 2036, 2037 может быть вновь установлена. Лопасти вентилятора и внешние лопатки прикреплены к торцевой крышке 2036.

[254] Фиг. 208 - 212 иллюстрируют вариант выполнения изобретения в настольном варианте узла 80 воздушного вентилятора/фильтра. Здесь применяются те же принципы, что описаны выше, с добавлением при необходимости сетки 2121, размещенной вокруг узла 80 воздушного вентилятора/фильтра, для защиты от случайного прикосновения человека/животного к вращающимся внешним лопаткам. Снаружи сетки 2121 может быть дополнительно расположена воздухопроницаемая ткань/оболочка 2122. Предусмотрены центральные конусы 2102 для дополнительного направления потока воздуха при его поступлении как сверху, так и снизу. В стойке 2105 может быть расположен мотор 2032, а также другие компоненты для управления, подачи питания, и проводка (не показаны).

[255] Фиг. 211 иллюстрирует то, как поток 2011 воздуха протекает через фильтр 2004, и остаточное давление воздуха направляется через струеформирующее внешнее концентрическое устройство 2002, 2124, 2125 малошумного устройства направления воздуха, и выбрасывается в направлении 2012, противоположном направлению вращения узла 2080 вентилятора/фильтра. Направление выходящего воздуха 2012 проиллюстрировано символом стрелки 2022 в отношении движения в направлении читателя, противоположном направлению 2020 вращения.

[256] Еще в одном варианте выполнения настольный вариант узла 2080 воздушного вентилятора/фильтра может быть выполнен в виде устройства, свободно висящего под потолком, которое висит, например, на шнуре питания или на веревке (при питании от батарей).

[257] Предусмотрены нижняя крышка 2123 и верхняя крышка 2123', которые статично установлены для защиты нижней стороны, а также верхней стороны узла 80 воздушного фильтра/вентилятора. Нижняя крышка 2123 и верхняя крышка 2123' содержат на своих внутренних участках закрытое сеткой отверстие, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру фильтра 2004. Внутренний участок нижней крышки 2123 и верхней крышки 2123' позволяет воздуху протекать в узел 2080 воздушного вентилятора/фильтра. Сетка, закрывающая отверстия, также может содержать высокопроницаемый фильтр (не показан) для исключения попадания в фильтр 2004 узла 80 воздушного вентилятора/фильтра частиц пыли более крупного размера. Нижняя крышка 2123 и верхняя крышка 2123' соединены со стойкой 2105, нижняя крышка 2123 -непосредственно, а верхняя крышка 2123' - через сетку 2121/втулку 2122 и нижнюю крышку 2123.

[258] Сетка 2121 может быть выполнена только с невертикальными элементами сетки, поскольку вертикальные сетки характеризуются более высоким уровнем шума при прохождении через сетку 2121 горизонтального воздушного потока. Диагональные элементы сетки имеют более низкий уровень шума.

[259] Сетка 2121 и втулка статично соединены со стойкой 105.

[260] Также в объем изобретения входит использование защитной сетки 2121, описанной в отношении настольного варианта, также и в устанавливаемом на потолке узле 2001 воздушного вентилятора/фильтра.

[261] Фиг. 213А иллюстрирует принципиальную схему устанавливаемого на пол корпуса 2130, на которой лишь частично показан узел 2131 воздушного вентилятора/фильтра. Коллекторный канал 2132 в форме улитки расположен вокруг узла 2131 воздушного вентилятора/фильтра для сбора потока воздуха с внешних лопаток малошумного устройства направления воздуха и направления потока воздуха в сторону отверстия в верхней части корпуса 2130. Верхнее отверстие 2137 содержит лопатки 2133 направления воздуха для направления потока воздуха, например, прямо вверх.

[262] В другом варианте выполнения устанавливаемый на полу корпус 2130 может быть частично или полностью покрыт высокопроницаемой тканью или оболочкой (не показана) для предотвращения попадания случайных предметов в выпускные отверстия 2136, 2137 для воздуха.

[263] Устанавливаемый на полу корпус 2130 предусмотрен в двух вариантах выполнения, в одном из них - с определенным выше узлом 2001 вентилятора/фильтра, как описано на Фиг. 213А, и в другом - в котором узел 2001 вентилятора/фильтра предусмотрен без внешнего малошумного струеформирующего устройства направления воздуха, но с сеткой 2135 направления воздуха для снижения скорости на выходе из узла вентилятора/фильтра, как описано на Фиг. 213 В.

[264] Сетка 2135 направления воздуха, размещенная между корпусом 2130 и вращающимся узлом 2131, уменьшает тангенциальную скорость, в то время как сетка 2135 направления воздуха сконструирована для обеспечения оптимального равномерного пропускания через сетку 2135 направления воздуха. Путем выбора мелкоячеистой сетки возможно гашение производящей шум турбулентности, и в то же время снижение тангенциальной скорости. Другими словами: изобретение уравновешивает проницаемость по нормали и тангенциальную проницаемости за счет размера и формы сетки для исключения производящей шум турбулентности при прохождении закрученного потока воздуха через сетку 2135 направления воздуха.

[265] Проницаемость сетки 2135 направления воздуха уравновешивается таким образом, что пропускная способность по потоку в радиальном направлении равномерно распределяется по желаемым выпускным отверстиям 2136, 2137.

[266] Сниженная скорость на выходе обеспечивает значительное уменьшение потенциального шума от турбулентности, что, в свою очередь, обеспечивает свободу конструирования выходной решетки 2133, 2136 таким образом, что возможен выбор ее формы/конфигурации в соответствии с желаемыми критериями конструирования корпуса. Уравновешенная сетка направления воздуха для равномерного распределения воздуха частично сохраняет локальное распределение скоростей.

[267] В другом варианте выполнения устанавливаемого на полу узла может быть предусмотрен узел 2131 воздушного вентилятора/фильтра без внешних лопаток 2002. Такой вариант может толкать воздух в направлении вертикально вверх и, поскольку эффектами сквозняка и неудобствами в таком случае можно пренебречь, обеспечивает устройство, способное очищать больший объем воздуха. Корпус 2130 и направляющие лопатки 2133 управляют потоком выходящего воздуха из узла 2131 воздушного вентилятора/фильтра.

[268] Устанавливаемый на полу узел 2131 воздушного вентилятора/фильтра содержит вентилятор, имеющий аксиальный вентилятор, который обеспечивает режим работы радиального вентилятора. Уникальный признак изобретения состоит в том, что фильтр 2004 установлен вокруг вентилятора/рабочего колеса 2003 с вращательным соединением. Узел 2131 воздушного вентилятора/фильтра может дополнительно содержать модуль фильтра/сетки, закрывающий воздухозаборное отверстие 2134 с целью улавливания более крупных частиц пыли.

[269] Устанавливаемый на полу узел 2131 воздушного вентилятора/фильтра может иметь воздухозаборное отверстие 2134 с обеих сторон от вентилятора, аналогично настольному варианту узла 2080 воздушного вентилятора/фильтра, и таким образом он может быть при необходимости снабжен двумя модулями фильтра/сетки, закрывающими каждое из воздухозаборных отверстий 2134.

[270] Модуль фильтра/сетки может содержать функцию самоочистки.

[271] Для всех из вышеописанных вариантов выполнения общей является возможность объединения одного или более дополнительных признаков, таких как: применение угольного фильтра, ионизация, освещение, подогрев, ароматизация, увлажнение, громкоговорители и другие.

[272] Например, угольный фильтр может быть объединен с фильтром 2004 в многослойной конфигурации таким образом, чтобы угольный фильтр вращался с фильтром 2004.

[273] Освещение может быть дополнительным признаком, который при реализации в устанавливаемом на потолке малошумным устройством очистки воздуха согласно изобретению может быть реализован с розеткой для осветительного устройства. Розетка может быть размещена на верхней или нижней стороне мотора 2032 и может иметь тот же источник мощности/питания, что и мотор 2032.

[274] Все варианты выполнения изобретения могут содержать одно или более из: электрической проводки для подачи питания на мотор и контроллер, контроллера, модуля связи и разъемов 2031, и мотора 2032. Контроллер и модуль связи могут осуществлять связь с удаленным устройством по проводному или беспроводному каналу связи. Удаленное устройство может быть одним из: простого физического переключателя, приложения для смартфона, облачного устройства и соединенной с облаком компьютерного программного приложения, или аналогичного этому; беспроводная связь может представлять собой любой вид протокола связи, включая Wi-Fi и Bluetooth.

[275] Еще в одном варианте выполнения предусмотрена очень узкая реализация в головных уборах, таких как шлем, кепки, защитный капюшон или тому подобное, для обеспечения непрерывного потока очищенного воздуха в направлении области лица человека, на котором надет головной убор. Воздух может подаваться концентрированно без шума или при очень низком уровне шума. Один пример такой реализации проиллюстрирован на Фиг. 216.

[276] Также изобретение может быть описано в виде первого варианта выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха, содержащего:

узел 2001, 2080, 2131 вращающегося вентилятора, содержащий:

радиальный вентилятор, причем радиальный вентилятор содержит множество лопастей 2003 вентилятора, вращающихся вокруг продольной центральной оси 38, причем лопасти 2003 вентилятора установлены в продольном направлении 100, обеспечивая форму аксиального вентилятора на впускном участке 2040 и форму радиального вентилятора на выпускном участке 2041,

фильтр 2004, установленный в радиальном направлении с внешней стороны радиального вентилятора, причем фильтр 2004 вращательно соединен с радиальным вентилятором, и

при этом малошумное устройство очистки воздуха дополнительно содержит:

малошумное устройство направления воздуха, размещенное на периферии по отношению к узлу вентилятора, и

мотор 32 для вращения узла вентилятора в направлении 2020 вращения.

[277] Второй вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно первому варианту выполнения устройства, в котором устройство направления воздуха направляет поток воздуха с распределением по направлениям для обеспечения оптимального распределения потока.

[278] Третий вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно первому или второму варианту выполнения устройства, в котором устройство направления воздуха вращательно соединено с узлом 2001, 2080, 2131 вентилятора.

[27 9] Четвертый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно любому из первого - третьего вариантов выполнения устройства, в котором устройство направления воздуха содержит: просветы 2053, 2150 сопел для обеспечения струйного потока 2012 воздуха в направлении, противоположном направлению 2020 вращения узла 2001, 2080, 2131 вращающегося вентилятора для снижения энергопотребления и скорости выходящего воздуха.

[280] Пятый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно четвертому варианту выполнения устройства, в котором просветы 2053, 2150 сопел предусмотрены в апериодичной последовательности.

[281] Шестой вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно любому из первого - пятого вариантов выполнения устройства, в котором устройство направления воздуха содержит:

множество внешних лопаток 2002 продольной формы, расположенных вокруг фильтра 2004 и лопастей 2003 вентилятора, причем внешние лопатки выполнены с возможностью направления потока воздуха из устройства очистки воздуха в определенном режиме, и

внешние лопатки 2002 вращательно соединены с узлом 2001, 2080, 2131 вращающегося вентилятора.

[282] Седьмой вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно шестому варианту выполнения устройства, в котором внешние лопатки 2002 шарнирно закреплены на каркасе 2035, 2039, 2039', и просветы 2053 сопел могут изменяться между двумя или более выпускными областями.

[283] Восьмой вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно седьмому варианту выполнения устройства, в котором изменение угла внешних лопаток 2002 является непрерывным, и изменение угла может обеспечиваться управляемым вручную средством или автоматическим или дистанционно управляемым средством.

[284] Девятый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно четвертому или пятому варианту выполнения устройства, в котором устройство направления воздуха содержит жесткую оболочку 2124, 2125 в форме концентрического цилиндра, имеющую отверстия 2150 сопел для обеспечения струйного потока 2152 воздуха, имеющего направление 2012, противоположное направлению 2020 вращения узла 2001, 2080, 2131 вращающегося вентилятора.

[285] Десятый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно любому из первого - девятого вариантов выполнения устройства, дополнительно содержащий потолочную скобу 2030 для установки узла 2001 воздушного вентилятора/фильтра в точке соединения на потолке.

[286] Одиннадцатый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно любому из первого - девятого вариантов выполнения устройства, дополнительно содержащий стойку 2105 для размещения узла 2080 воздушного вентилятора/фильтра на столе.

[287] Двенадцатый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно любому из первого - девятого вариантов выполнения устройства, содержащий:

устанавливаемый на полу корпус 2130, имеющий переднюю сторону 2138 и заднюю сторону 2139, причем по меньшей мере одна из передней стороны 2138 и задней стороны 2139 содержит воздухозаборное отверстие 2134, две боковых стороны 2141, 2142, нижнюю сторону 2143 и верхнюю сторону 2144, причем

верхняя сторона 2144 содержит отверстие 2137, и устанавливаемый на полу корпус 2130 дополнительно содержит коллекторный канал 2132, причем узел 2131 вращающегося вентилятора установлен горизонтально.

[288] Тринадцатый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно двенадцатому варианту выполнения устройства, в котором коллекторный канал 2132 имеет форму улитки и размещен вокруг узла 2131 вращающегося вентилятора для сбора потока воздуха из узла 2131 вращающегося вентилятора и направления потока воздуха к отверстию 2137 в верхней стороне 2144 корпуса 2130, и при этом верхняя сторона 144 содержит лопатки 2133 направления воздуха, выполненные с возможностью направления потока воздуха, например, прямо вверх.

[289] Четырнадцатый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно любому из первого - второго вариантов выполнения устройства, содержащий:

устанавливаемый на полу корпус 2130, имеющий переднюю сторону 2138 и заднюю сторону 2139, причем по меньшей мере одна из передней стороны 2138 и задней стороны 2139 содержит воздухозаборное отверстие 2134, две боковых стороны 2141, 2142, нижнюю сторону 2143 и верхнюю сторону 214 4, причем верхняя сторона 2144 содержит отверстие 2137, и устанавливаемый на полу корпус 2130 дополнительно содержит коллекторный канал 2132, причем узел 2131 вращающегося вентилятора установлен горизонтально.

[290] Пятнадцатый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно четырнадцатому варианту выполнения устройства, в котором боковые стороны 2141, 214 2 размещены ближе по ходу по отношению к верхней стороне 14 в направлении 2020 вращения узла 2131 вращающегося вентилятора, содержащей выпускные отверстия 2136 для воздуха.

[291] Шестнадцатый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно одному из четырнадцатого - пятнадцатого вариантов выполнения устройства, дополнительно содержащий одну или более сеток 2135 направления воздуха, размещенных между корпусом 2130 и вращающимся узлом 2131 для равномерного распределения пропускной способности по потоку в радиальном направлении среди желаемых выпускных отверстий 2136, 2137.

[292] Семнадцатый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно любому из четырнадцатого - шестнадцатого вариантов выполнения устройства, причем верхняя сторона 2144 содержит лопатки 2133 направления воздуха, выполненные с возможностью направления потока воздуха, например прямо вверх.

[293] Восемнадцатый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно любому из первого - семнадцатого вариантов выполнения устройства, дополнительно содержащий одно или более из применения угольного фильтра, ионизации, освещения, нагревания, ароматизации, увлажнения и громкоговорителя.

[294] Девятнадцатый вариант выполнения устройства для малошумного устройства очистки воздуха согласно любому из первого - девятого и двенадцатого - восемнадцатого вариантов выполнения устройства, причем малошумное устройство очистки воздуха размещено в головном уборе для подачи очищенного воздуха в направлении области лица человека, на котором надет упомянутый головной убор.

Изобретение предназначено для фильтрации воздуха. Устройство фильтрации воздуха содержит один или более вращающийся гофрированный воздушный фильтр и мотор для вращения гофрированного воздушного фильтра. Воздушные фильтры имеют цилиндрическую форму и дополнительно сконструированы в соответствии с соотношением Gu = f_h*p_r/(2*r_o*ε^∧1/4)>0,8, где f_h - высота фильтра, p_r = (r_o-r_i)/(p_s), p_s - расстояние между гофрами, которое представляет собой расстояние между двумя смежными вершинами гофр при внутреннем радиусе, r_i - внутренний радиус фильтра, r_o - внешний радиус фильтра, ε – эффективность фильтра ASHRAE. Технический результат: обеспечение фильтрации достаточных объемов воздуха при занятии меньшего пространства, меньшем энергопотреблении и более низком уровне шума, обеспечение высокой эффективности. 35 з.п. ф-лы, 106 ил., 1 табл.

1. Устройство фильтрации воздуха, содержащее:

один или более вращающийся гофрированный воздушный фильтр (2) и

мотор (31) для вращения гофрированного воздушного фильтра, причём

воздушные фильтры имеют цилиндрическую форму и дополнительно сконструированы в соответствии с соотношением

Gu = f_h*p_r/(2*r_o*ε^∧1/4)> 0,8,

где f_h - высота фильтра (м),

p_r = (r_o-r_i)/p_s,

p_s - расстояние между гофрами, которое представляет собой расстояние между двумя смежными вершинами гофр при внутреннем радиусе (м),

r_i - внутренний радиус фильтра (м),

r_o - внешний радиус фильтра (м),

а ε – эффективность фильтра ASHRAE.

2. Устройство фильтрации воздуха по п. 1, в котором 0,8 < Gu < 10.

3. Устройство фильтрации воздуха по п. 1, в котором Gu > 1,2.

4. Устройство фильтрации воздуха по п. 1, в котором Gu > 1,5.

5. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, в котором цилиндрическая форма открыта с одного или обоих концов таким образом, что при вращении (21) вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2) центробежные силы приводят в движение воздух через гофрированный фильтр, что приводит к всасыванию перед вращающимися гофрированными фильтрами (2), всасывающими в себя воздух через один или два открытых конца, и фильтрованный воздух выходит в радиальном направлении наружу за вращающимся гофрированным фильтром во всех направлениях.

6. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее

радиальные лопасти вентилятора, расположенные в радиальном направлении смежно с вращающимися гофрированными воздушными фильтрами (2), причём радиальные лопасти вентилятора соединены с возможностью вращения с вращающимися гофрированными воздушными фильтрами (2) и общая высота лопастей составляет ≥ 12 мм.

7. Устройство фильтрации воздуха по п. 6, в котором общая высота лопастей составляет ≥ 15 мм.

8. Устройство фильтрации воздуха по любому из пп. 6 или 7, в котором геометрическая форма радиальных лопастей содержит передний угол атаки α_b от 15° до 75° относительно внутреннего радиуса (r_i) вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2).

9. Устройство фильтрации воздуха по любому из пп. 6 или 7, в котором радиальные лопасти вентилятора выполнены в виде рабочего колеса с радиальным потоком, расположенного на внешней стороне вращающихся гофрированных воздушных фильтров (2).

10. Устройство фильтрации воздуха по любому из пп. 6-8, в котором радиальные лопасти вентилятора выполнены в виде рабочего колеса с радиальным потоком, расположенного на внутренней стороне вращающихся гофрированных воздушных фильтров (2).

11. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее

приточное рабочее колесо для обеспечения закручивания приточного воздуха во вращающиеся гофрированные воздушные фильтры (2).

12. Устройство фильтрации воздуха по п.11, в котором лопасти вентилятора выполнены с аксиальным углом атаки, а приточное рабочее колесо соединено с возможностью вращения с вращающимися гофрированными воздушными фильтрами (2).

13. Устройство фильтрации воздуха по п. 12, в котором приточное рабочее колесо и рабочее колесо с радиальным потоком объединены в одно рабочее колесо, имеющее лопасти видоизменённой формы, работающее в качестве аксиально-радиального вентилятора для обеспечения равномерного потока воздуха вдоль гофр и в гофры вращающихся гофрированных воздушных фильтров (2).

14. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее

торцевую крышку (32, 41) гофрированного фильтра, размещённую на одном или обоих продольных концах вращающихся гофрированных воздушных фильтров (2) и соединённую с упомянутыми концами.

15. Устройство воздушного фильтра по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее

одну или более лопаток (42) кольцеобразной формы, расположенных у входного отверстия вращающихся гофрированных воздушных фильтров (2) для направления (47, 47’) приточного воздуха и, таким образом, также для обеспечения защитной решётки для внутренней части вращающихся гофрированных воздушных фильтров (2).

16. Устройство воздушного фильтра по любому из предшествующих пунктов, в котором предусмотрен воздушный барьер (35, 36, 34’, 34’’), расположенный главным образом перпендикулярно продольному направлению, на приточной стороне вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2), для предотвращения смешивания потока окружающего воздуха с потоком воздуха, выходящим из вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2).

17. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее лопатки (34, 34’) направления воздуха, причём лопатки (34) направления воздуха радиально расположены вокруг гофрированного воздушного фильтра (2).

18. Устройство фильтрации воздуха по п. 16, в котором один или более вращающихся гофрированных воздушных фильтров (2) установлены внутри каркаса (201, 2141), причём каркас снабжён впускными клапанами (202) и выпускными клапанами (203, 2136) и коллектором (204, 2132) для направления воздуха, выходящего из вращающихся гофрированных фильтров, в соответствии с путём потока воздуха, формируемого одним или более вращающимися гофрированными воздушными фильтрами (2).

19. Устройство фильтрации воздуха по п. 18, в котором площадь сечения, образуемая между коллектором (204, 2132) и поверхностью вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2), постепенно увеличивается вдоль окружности и направления вращения вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2), а коллектор (204, 2132) окружает только часть соответствующего гофрированного воздушного фильтра (2).

20. Устройство фильтрации воздуха по п. 19, в котором часть первого из упомянутых одного или более гофрированных воздушных фильтров (2), не окруженная коллектором (204, 2136), направлена главным образом вверх.

21. Устройство фильтрации воздуха по п. 20, в котором часть второго из упомянутых одного или более гофрированных воздушных фильтров (2), не окруженная коллектором (204, 2136), направлена главным образом на верхнюю вращающуюся сторону гофрированного воздушного фильтра (2).

22. Устройство фильтрации воздуха по п. 19, в котором предусмотрен статичный воздушный барьер (205), расположенный главным образом перпендикулярно направлению притока воздуха, на приточной стороне вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2), причём статичный воздушный барьер (205) имеет соответствующие отверстия (206), расположенные на впуске вращающихся гофрированных фильтров (2) для предотвращения смешивания потока окружающего воздуха с потоком воздуха, выходящим из вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2).

23. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее набор статично размещённых продольных пластин (48), окружающих вращающийся гофрированный воздушный фильтр (2) круглой формы, выступающих радиально наружу и тангенциально к направлению выходящего потока воздуха для дополнительного улучшения эффекта всасывания и общего расхода.

24. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, в котором гофрированный воздушный фильтр (2) имеет конусную форму, а диаметр конуса является наибольшим у приточного отверстия.

25. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее узел гофрированных воздушных фильтров, выполненный с возможностью содержания двух или более удалённых друг от друга в радиальном направлении гофрированных воздушных фильтров (2) цилиндрической формы.

26. Устройство фильтрации воздуха по п. 25, в котором воздухонепроницаемая втулка (160) цилиндрической формы расположена между любыми из двух смежных удалённых друг от друга в радиальном направлении гофрированных воздушных фильтров (2) цилиндрической формы, и при этом втулка (160) цилиндрической формы соединена с внутренней стороной самого внешнего воздушного фильтра цилиндрической формы на выпускной стороне, и имеет относительно уменьшающийся диаметр по отношению к воздушному фильтру цилиндрической формы в направлении приточной стороны воздушного фильтра цилиндрической формы, и соединена с внешней стороной самого внутреннего воздушного фильтра цилиндрической формы, ближайшего к впускной стороне устройства, таким образом, что между двумя воздушными фильтрами цилиндрической формы определены выпускные пространства (162) для вытяжки фильтрованного воздуха с внешней стороны самого внутреннего фильтра и впускные пространства (161) для направления приточного воздуха во внутреннюю часть самого внешнего фильтра.

27. Устройство фильтрации воздуха по п. 26, в котором радиальные лопасти вентилятора выполнены в виде продольных пластин (144), установленных радиально и удалённых друг от друга и имеющих форму для поддержания статичного расстояния между воздухонепроницаемыми втулками цилиндрической формы и воздушными фильтрами цилиндрической формы.

28. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее внешний корпус (70), причём внешний корпус определяет замкнутое пространство с впускной стороной (73) и выпускной стороной (74), причём впускная сторона (73) соответствует впускному концу фильтра, а выпускная сторона соответствует стороне, на которую направляется выходящий воздух из вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2) цилиндрической формы.

29. Устройство фильтрации воздуха по п. 28, в котором внешний корпус (70) имеет главным образом квадратную форму канала.

30. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее

малошумное устройство (48, 50) направления воздуха, расположенное на периферии по отношению к фильтру, для направления потока вытяжного воздуха с распределением по направлениям на внешнюю сторону фильтра для обеспечения оптимального распределения потоков.

31. Устройство фильтрации воздуха по п. 30, в котором устройство (50) направления воздуха соединено с возможностью вращения с фильтром.

32. Устройство фильтрации воздуха по п. 31, в котором устройство фильтрации воздуха содержит: отверстия (51) сопел для обеспечения струйного потока воздуха в направлении, противоположном направлению вращения узла вращающегося вентилятора, для снижения энергопотребления и скорости воздуха на выходе.

33. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, в котором один вращающийся гофрированный воздушный фильтр (2) цилиндрической формы дополнительно содержит встроенный элемент (44, 44’) вентилятора конусной формы, выполненный с возможностью сужения от своего наибольшего диаметра, расположенного в самой глубокой точке для выхода воздуха через вращающийся гофрированный воздушный фильтр (2) цилиндрической формы, а конус сужается в направлении от внутренней стороны фильтра в направлении впускной области вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2) цилиндрической формы таким образом, чтобы обеспечивалось лучшее управление распределением более глубокого потока воздуха вдоль внутренней поверхности фильтра.

34. Устройство фильтрации воздуха по п. 33, в котором два расположенных противоположно друг другу элемента (44, 44’) вентилятора конусной формы с соответствующими рабочими колёсами (40, 40’) обеспечивают распределение приточного воздуха с обеих сторон фильтра.

35. Устройство фильтрации воздуха по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее набор поворотных лопастей (49) капсулообразной формы, расположенных с внешней стороны вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2) цилиндрической формы для обеспечения воздушных каналов с выходными струями между ними для направления выходящего воздуха под предпочтительными углами относительно горизонтальной плоскости, причём лопасти (49) капсулообразной формы имеют соединительный элемент (49’) лопастей капсулообразной формы, расположенный в середине в продольном направлении с внутренней стороны каждой лопасти (49) капсулообразной формы.

36. Устройство фильтрации воздуха по п. 35, в котором соединительный элемент (49’) лопастей капсулообразной формы представляет собой шарнирную ось и каждая шарнирная ось (49’) выполнена с возможностью захвата соответствующим захватным элементом на среднем участке с внешней стороны вращающегося гофрированного воздушного фильтра (2) цилиндрической формы.