воздухораспределитель

Формула изобретения

Воздухораспределитель, содержащий цилиндрический кожух с диффузором, закрепленным на краях выходного отверстия кожуха в одном из его торцов, противоположный торец кожуха заглушен, вблизи заглушенного торца кожуха выполнена воздухоприемная щель, отличающийся тем, что к воздухоприемной щели тангенциально относительно поверхности кожуха присоединен цилиндрический воздуховод, сообщенный с помещением, входное отверстие воздуховода снабжено фланцем, воздуховод оснащен заслонкой, выполненной в форме плоского цилиндра, в центре заслонки выполнено отверстие с резьбой, соответствующая резьба нарезана на оси, по которой может перемещаться по резьбе заслонка, ось одним концом закреплена в муфте, установленной внутри воздуховода соосно с последним и прикреплена к воздуховоду стержнями, плоскость заслонки (основание цилиндра), обращенная к фланцу воздуховода, оснащена но краю уплотняющей прокладкой, а на боковой поверхности заслонки закреплена лента из фрикционного материала, при этом торец заслонки плотно контактирует этой лентой с боковой поверхностью диска, закрепленного на валу исполнительного механизма, образуя, таким образом, фрикционную пару «диск-заслонка», а исполнительный механизм соединен электрически с регулятором температуры, к которому подключен датчик температуры воздуха, расположенный на выходе воздуха из диффузора; ниже заглушенного торца кожуха на диаметрально противоположной стороне от воздухоприемной щели, выполненной вблизи заглушенного торца кожуха, выполнена другая воздухоприемная щель, к которой тангенциально относительно поверхности кожуха под углом к плоскости его выходного отверстия присоединен цилиндрический воздуховод, сообщенный с системой кондиционирования, воздуховод снабжен поворотной заслонкой, оснащенной исполнительным механизмом, к которому присоединен электрически регулятор расхода воздуха, а к регулятору подключен датчик расхода воздуха, установленный на выходе воздуха из диффузора, при этом расположение обеих воздухоприемных щелей в кожухе обеспечивает закручивание поступающих из них воздушных потоков в одном направлении внутри кожуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам кондиционирования и вентиляции воздуха и может быть использовано в помещениях различного назначения.

Известен воздухораспределитель (патент РФ № 2250419, 2005 г.), содержащий диффузорный корпус с выпускными отверстиями на его выходе, прикрепленный к воздуховоду с помощью цилиндрического входного патрубка, выполненные на поверхности последнего эжектирующие окна, эластичную манжету, имеющую возможность перемещения вдоль эжектирующих окон, установленную во входном патрубке конфузорную вставку, дно корпуса имеет сферическую форму, обращенную выпуклостью внутрь корпуса и снабжено круглым отверстием, концентрично дну размещена перегородка по форме, аналогичная дну, имеющая отверстия с каналами для прохода воздуха, в которых установлены закручиватели воздуха.

Недостатком такого воздухораспределителя является:

- отсутствие элементов конструкции, позволяющих использовать автоматическое управление эжектированием количества воздуха из помещения в воздухораспределитель.

Известен центробежный воздухораспределитель конструкции В.М.Эльтермана, приведенный в книге этого автора «Вентиляция химических производств», Москва, «Химия», 1980 г., стр.32-36 - ближайший аналог.

Воздухораспределитель содержит цилиндрический кожух с выполненной на его поверхности воздухоприемной щелью и диффузором, закрепленным в одном из торцов кожуха, а противоположный торец, вблизи которого выполнена воздухоприемная щель, заглушен, внутрь кожуха соосно вставлен подвижный цилиндрический патрубок для регулирования расхода воздуха через воздухораспределитель.

Недостатком такого воздухораспределителя является:

- невозможность снижения и регулирования перепада температур между приточным воздухом и воздухом помещения; невозможность осуществлять регулирование упомянутого перепада температур в автоматическом режиме из-за отсутствия элементов конструкции, позволяющих подмешивать к приточному воздуху воздух из помещения.

Целью заявляемого изобретения является создание воздухораспределителя, позволяющего подмешивать к приточному воздуху, проходящему через воздухораспределитель, воздух из помещения (рециркуляционный воздух) для снижения перепада температур между приточным воздухом и воздухом помещения и осуществлять этот процесс в автоматическом режиме, обеспечивая плавное подмешивание количества воздуха из помещения в воздухораспределитель.

Поставленная цель достигается за счет того, что воздухораспределителе, содержащем цилиндрический кожух с диффузором, закрепленном на краях выходного отверстия кожуха и одном из его торцов и заглушенном противоположным торцом, вблизи заглушенного торца кожуха выполнена воздухоприемная щель, к которой тангенциально относительно поверхности кожуха присоединен цилиндрический воздуховод, сообщенный с помещением, входное отверстие воздуховода снабжено фланцем, воздуховод оснащен заслонкой, выполненной в форме плоского цилиндра, в центре заслонки выполнено отверстие с резьбой, соответствующая резьба нарезана на оси, по которой по резьбе может перемещаться заслонка, ось одним концом закреплена в муфте, установленной внутри воздуховода соосно с последним и прикреплена к воздуховоду стержнями, плоскость заслонки (основание цилиндра), обращенная к фланцу воздуховода, оснащена по краю уплотняющей прокладкой, а на боковой поверхности заслонки закреплена лента из фрикционного материала, при этом торец заслонки плотно контактирует с боковой поверхностью диска, закрепленною на валу исполнительного механизма, образуя, таким образом, фрикционную пару «диск-заслонка», а исполнительный механизм соединен электрически с регулятором температуры, к которому подключен датчик температуры воздуха, расположенный на выходе воздуха из диффузора; ниже заглушенного торца кожуха на диаметрально противоположной стороне от воздухоприемной щели, выполненной вблизи заглушенного торца кожуха, выполнена другая воздухоприемная щель, к которой тангенциально относительно поверхности кожуха под углом к плоскости его выходного отверстия присоединен цилиндрический воздуховод, сообщенный с системой кондиционирования, воздуховод снабжен поворотной заслонкой, оснащенной исполнительным механизмом, к которому присоединен электрически регулятор расхода воздуха, а к регулятору подключен датчик расхода воздуха, установленный на выходе воздуха из диффузора, при этом расположение обеих воздухоприемных щелей к кожухе обеспечивает закручивание поступающих из них воздушных потоков в одном направлении внутри кожуха.

Такая конструкция воздухораспределителя позволяет подмешивать к приточному воздуху воздух из помещения, снижая перепад температур между приточным воздухом и воздухом помещения, причем этот процесс осуществляется в автоматическом режиме. При этом фрикционная пара «диск-заслонка» позволяет осуществлять подмешивание воздуха из помещения к воздуху от системы кондиционирования достаточно плавно благодаря плавному перемещению заслонки. При этом конструкция воздухораспределителя обеспечивает интенсивное перемешивание закрученных и одном направлении внутри кожуха приточных струй от системы кондиционирования и эжектированных струй воздуха из помещения, а после выхода закрученных струй через диффузор струи снижают свою дальнобойность (В соответствии с исследованиями В.М.Эльтермана, приведенными в упомянутой выше книге на стр.34).

Таким образом, при реализации данного техническою решения достигается технический результат, заключающийся в автоматическом регулировании перепада температур между приточным воздухом и воздухом помещения, при этом осуществляется интенсивное перемешивание внутри воздухораспределителя приточного воздуха и эжектированного из помещения воздуха, а также осуществляется снижение дальнобойности струй воздуха, поступающих из воздухораспределителя в помещение.

Анализ аналогов показал, что заявляемое техническое решение является новым. Новизна решения заключается в том, что конструкция воздухораспределителя обеспечивает за счет подачи воздуха внутрь кожуха от системы кондиционирования тангенциально под углом к плоскости нижнего торца кожуха, что приводит к закручиванию этого потока струй и создает разрежение в верхней внутренней зоне кожуха, что, в свою очередь, приводит к эжектированию воздуха из помещения через воздухоприемную щель, выполненную вблизи заглушенного торца, а тангенциальное присоединение воздуховода, сообщенного с помещением, к этой щели обеспечивает закручивание эжектированного воздуха и смещение его с воздухом, поступающим от системы кондиционирования. Расположение воздухоприемных щелей обеспечивает закручивание обоих потоков в кожухе в одном направлении. Количество воздуха, поступающего в воздухораспределитель по каждому воздуховоду, регулируется автоматически заслонками, снабженными исполнительными механизмами, подключенными к регуляторам. Причем подмешивание воздуха из помещения от системы кондиционирования осуществляется достаточно плавно благодаря использованию фрикционной пары «диск-заслонка». Использование диффузора на выходе из устройства обеспечивает снижение дальнобойности, т.е. быстрое гашение скоростей выходящих струй воздуха.

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

На фиг.1 изображен предлагаемый воздухораспределитель, содержащий цилиндрический кожух 1 с диффузором 2, прикрепленным к краям выходного отверстия 3 кожуха 1. Противоположный торец 4 кожуха заглушен. Вблизи этого торца 4 в кожухе 1 выполнена воздухоприемная щель 5, к которой тангенциально к поверхности кожуха 1 присоединен цилиндрический воздуховод 6, сообщенный с помещением и оснащенный на входе 7 фланцем 8. Заслонка 9, имеющая форму плоского цилиндра, оснащена по краю основания цилиндра, обращенному к фланцу 8, уплотняющей прокладкой 10, а на боковой поверхности заслонки 9 закреплена лента 11, выполненная из фрикционного материала. Заслонка 9 размещена на оси 12, на которой нарезана резьба 13, соответствующая резьба нарезана в центральном отверстии заслонки 9 для обеспечения возможности перемещения последней в ту или иную сторону вплоть до плотного прилегания к фланцу 8. Ось 12 одним концом закреплена в муфте 14, размещенной в воздуховоде 6 и прикрепленной к нему стержнями 15. Заслонка 9 плотно контактирует своей боковой поверхностью, на которой закреплена лента 11, с боковой поверхностью диска 16, закрепленного на валу 17 исполнительного механизма 18,т.е. образуется фрикционная пара «диск-заслонка». Исполнительный механизм 18 соединен электрически с регулятором температуры 19, к которому подключен датчик температуры воздуха 20. На диаметрально противоположной стороне кожуха 1 относительно воздухоприемной щели 5 выполнена другая воздухоприемная щель 21, к которой тангенциально к поверхности кожуха 1 под углом к плоскости выходного отверстия 3 кожуха 1 присоединен цилиндрический воздуховод 22, сообщенный с системой кондиционирования. Воздуховод 22 оснащен поворотной заслонкой 23, оснащенной исполнительным механизмом 24. Исполнительный механизм 24 соединен электрически с регулятором расхода воздуха 25, к которому подключен датчик расхода 26. Исполнительные механизмы 18 и 24 установлены на кронштейнах 27 и 28 соответственно (кронштейны в предмет изобретения не входят и в (формуле не представлены). Расположение воздухоприемных щелей 5 и 21 обеспечивает закручивание поступающих из них потоков воздуха в одном направлении в кожухе 1 (на фиг.1 - по часовой стрелке).

Воздухораспределитель работает следующим образом. Поступающий из системы кондиционирования воздух через воздуховод 22 в воздухоприемную щель 21, благодаря тангенциальному присоединению воздуховода 22 к кожуху 1, закручивается внутри кожуха 1 под углом к плоскости выходного отверстия 3. Расход воздуха через воздуховод 22 регулируется заслонкой 23 в зависимости от установленного на регуляторе расхода 25 значении. Регулятор 25 получает сигналы от датчика расхода воздуха 28 и при отклонении от заданного значения регулятор 25 подает команды исполнительному механизму 24 на поворот заслонки в ту или иную сторону, приоткрывая или прикрывая сечение внутри воздуховода 21 для прохода воздуха. Так как воздухоприемная щель 21 расположена ниже заглушенного торца 4 кожуха 1, а поток воздуха направлен вниз (под углом к плоскости выходного отверстия 3), то выше воздухоприемной щели 21 внутри кожуха 1 создастся разрежение. В результате через воздухоприемную щель 5, к которой присоединен тангенциально к поверхности кожуха 1 воздуховод 6, сообщенный с помещением, подсасывается (эжектируется) воздух из помещения, при этом процесс эжектирования осуществляется плавно благодаря наличию фрикционной пары «диск-заслонка», обеспечивающей плавное перемещение заслонки. Этот поток воздуха закручивается в том же направлении, что и поток из щели 21. Оба потока воздуха смешиваются, при этом воздух, эжектируемый из помещения, имеет другую температуру, чем воздух из системы кондиционирования. В результате последний изменяет свою температуру и, таким образом, уменьшается температурный перепад между поступающим из воздухораспределителя воздухом и воздухом в помещении. Количество эжектируемого из помещения воздуха регулируется в зависимости от заданной температуры поступающего в помещение воздуха, которая установлена на регуляторе температуры 19, получающего сигналы от датчика температуры 20. При отклонении температуры от заданного значения регулятор 19 подаст команду исполнительному механизму 18 на вращение вала 17 в ту или иную сторону. В результате вращения вала 17 вместе с закрепленным на нем диском 16, плотно контактирующим своей боковой поверхностью с лентой из фрикционного материала (образована фрикционная пара), закрепленной на боковой поверхности заслонки 9, последняя также вращается по резьбе 13 оси 12 в ту или иную сторону вплоть до плотного прилегания к фланцу 8, что обеспечивается уплотняющей прокладкой 10, изменяя при этом зазор между заслонкой 9 и фланцем 8 воздуховода 6. Таким образом, меняется количество эжектируемого через воздуховод 6 воздуха из помещения, а это, в свою очередь, приводит к изменению температуры потока воздуха (за счет смешивания с воздухом от системы кондиционирования), поступающего через воздухораспределитель в обслуживаемое помещение. При этом меняется и перепад температур между приточным воздухом и воздухом помещения. Наличие диффузора 2 на выходе воздуха из воздухораспределителя обеспечивает снижение дальбойности приточных струй, т.е. снижение их скорости и быстрое рассеивание в помещении (в соответствии с исследованиями В.М.Эльтермана, приведенными в книге этого автора, упомянутой ранее).

Предлагаемый воздухораспределитель является промышленно применимым, так как не содержит в себе элементов, которые не выпускаются промышленностью и не могут быть изготовлены, а сборка и монтаж устройства на объектах не представляет технических трудностей.

Предлагаемый воздухораспределитель по принципу действия, обусловленному новой совокупностью существенных признаков, позволяет снижать перепад температур между приточным воздухом и воздухом помещения, осуществляя этот процесс достаточно плавно, к автоматическом режиме. При этом осуществляется снижение дальнобойности приточных струй.