ПОЖАРНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР С ВОЗДУШНОЙ СТРУЕЙ ОВАЛЬНОЙ ФОРМЫ
FIRE FAN WITH OVAL AIR JET

Область техники изобретения
Настоящее изобретение относится к области пожарных вентиляторов.
Уровень техники изобретения
Как правило, когда в здании происходит пожар, порядок действий пожарников включает, прежде всего, обеспечение входа в здание, например, путем открытия двери и создания отверстия для выпуска дымовых газов наружу, к примеру, разбив оконное стекло.
Пожарный вентилятор располагается снаружи здания для подачи воздушной струи через дверь, чтобы вытолкнуть горячие дымовые газы наружу из здания через выпускное отверстие, образованное в окне.
Первая цель данного порядка состоит в предотвращении такого явления, как «вспышка», которое происходит, когда дымовые газы внезапно воспламеняются при температуре 800°C. Вторая цель данного порядка заключается в увеличении видимости в здании, чтобы упростить и ускорить действия пожарников.
Вентилятор данного типа, к примеру, вентилятор 1, показанный на фиг. 1а и 1b, обычно включает рабочее колесо 2 и трубчатый корпус 3 для направления и наведения по оси воздушного потока в форме усеченного конуса, образуемого корпусом. Такой вентилятор раскрыт в патенте FR 2890569.
Вентилятор 1 может также включать выпрямительные отражатели струи 4, как показано на фиг. 1а и 1b, которые могут выпрямлять воздушную струю, образуемую рабочим колесом 2, и сосредотачивать ее на входной двери 6 здания, заполненного дымом, как видно на фиг. 2а и 2b.
В документе DE 102011013015 раскрыт пожарный вентилятор с асимметричным эжектором.
Цель настоящего изобретения заключается в создании пожарного вентилятора с повышенной производительностью для быстрого удаления горячих дымовых газов из здания, в то же время, образуя широкое пространство перед зданием в огне, чтобы упростить и ускорить действия пожарников.
Таким образом, настоящее изобретение относится к пожарному вентилятору, включающему рабочее колесо, коаксиально установленное в трубчатый корпус для образования осевого воздушного потока, и устройство наведения воздушного потока для получения сосредоточенной воздушной струи практически овального сечения, отличающемуся тем, что его трубчатый корпус включает узел первых отражателей для сосредоточения осевого воздушного потока и образования сосредоточенной осевой воздушной струи, и узел вторых отражателей, в том числе первый правый отражатель, который подает часть воздушного потока в направлении вращения рабочего колеса, и второй отражатель реверсирования направления, расположенный под углом и перед первым правым отражателем в направлении вращения рабочего колеса, который подает эту часть воздушного потока в направлении, противоположном направлению вращения рабочего колеса, для образования воздушного потока, отклоненного от
сосредоточенной осевой воздушной струи, чтобы сосредоточенная воздушная струя овального сечения представляла собой сочетание концентрированной осевой воздушной струи и отклоненного воздушного потока.
Вентилятор по настоящему изобретению может иметь следующие признаки:
- правый отражатель и отражатель реверсирования направления находятся под углом друг к другу от 90° до 180°, предпочтительно 130°;
- правый отражатель проходит вертикально в корпусе;
- отражатель реверсирования направления имеет V-образное или С-образное сечение;
- отражатель реверсирования направления включает скат приема воздушного потока, наклоненный по отношению к осям рабочего колеса;
- правый отражатель и отражатель реверсирования направления для воздушного потока имеют лопастеобразную форму и проходят радиально от оси вращения рабочего колеса и трубчатого кожуха.
Воздушная струя овального сечения 8, показанная на фиг. 3а и 3b, должна контактировать со всей поверхностью двери 6 (которая по сути имеет прямоугольную форму), причем она должна быть достаточно сильной для удаления дымовых газов.
В действительности, очевидно, что стандартный вентилятор, такой как вентилятор 1, показанный на фиг. 2а и 2b, образует поток на поверхности свободных участков двери 7, которые не подвергаются воздействию воздушной струи. На практике, пожарники направляют воздушную струю в форме усеченного конуса, образуемую вентилятором 1, в верхнюю часть, середину или нижнюю часть двери по мере необходимости. Перепад давления воздуха между внутренней и наружной частями здания может приводить к образованию обратного потока некоторого объема воздушной струи через свободные участки. То есть, горячие дымовые газы выходят через эти свободные участки и могут достигать ног или голов пожарников.
Следовательно, овальная форма воздушной струи по настоящему изобретению позволяет покрыть всю поверхность двери, чтобы предотвратить явление обратного потока воздуха вентилятора. Таким образом, достигается более эффективное удаление дымовых газов из здания за короткий промежуток времени в силу более высокой производительности вентилятора.
Благодаря такой компоновке, вентилятор по настоящему изобретению позволяет генерировать асимметричную воздушную струю по отношению к оси вращения рабочего колеса. Стандартные выпрямительные отражатели струи могут выпрямлять и сосредотачивать воздушный поток, используемый для образования осевой воздушной струи в форме усеченного конуса. Эти выпрямительные отражатели струи предпочтительно имеют круглое дуговое сечение, которое хорошо подходит к осевому рабочему колесу, т.е. его ось вращения лежит на одной прямой с воздушным потоком. Ориентация выпрямительных отражателей струи может регулироваться для изменения и/или оптимизации воздушного потока.
В другом конкретном варианте осуществления вентилятора по настоящему изобретению устройство наведения воздушного потока включает коаксиальные концентрические трубки, которые проходят аксиально по отношению к оси вращения рабочего колеса, и между которыми располагаются узел первых отражателей и узел вторых отражателей. Узел вторых отражателей и концентрические трубки образуют защитную решетку на выходе из трубчатого корпуса вентилятора и улучшают образование воздушной струи овальной формы. Защитная решетка может устанавливаться с возможностью съема на трубчатом корпусе вентилятора или быть взаимозаменяемой для изменения размера овального сечения воздушной струи. Крепления для решетки на трубчатом корпусе вентилятора могут быть запорной системой, например, для фиксации в трубчатом корпусе.
Вентилятор по настоящему изобретению более подробно описан ниже и наглядно показан на прилагаемых чертежах. Данное описание является исключительно показательным и неограничивающим примером настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет более понятным, и другие преимущества станут более очевидными из подробного описания вариантов осуществления, представленных в качестве неограничивающих примеров и показанных в прилагаемых чертежах, на которых:
на фиг. 1а схематически изображен стандартный противопожарный вентилятор, включающий рабочее колесо, трубчатый корпус и выпрямительные отражатели воздушной струи;
на фиг. 1b схематически изображен вентилятор 1а в разрезе;
на фиг. 2а и 2b схематически изображена воздушная струя в форме усеченного конуса, образуемая вентилятором на фиг. 1а перед входной дверью здания;
на фиг. 3а и 3b схематически изображена воздушная струя овальной формы, образуемая вентилятором по настоящему изобретению;
на фиг. 4 схематически изображен перспективный вид правых отражателей и отражателей реверсирования направления в вентиляторе по настоящему изобретению;
на фиг. 5а-5с схематически изображено расположение правых отражателей и отражателей реверсирования направления в трубчатом корпусе вентилятора по настоящему изобретению;
на фиг. 6 схематически изображен правый отражатель в разрезе, включая рабочее колесо вентилятора по настоящему изобретению;
на фиг. 7а и 7b схематически изображен отражатель реверсирования направления воздушного потока, включая рабочее колесо вентилятора по двум альтернативным вариантам осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8 схематически изображен правый отражатель и отражатель реверсирования направления, образующие сетку из концентрических трубок.
Описание вариантов осуществления изобретения
Фиг. 1, 2а-2b и 3а-3b уже были представлены во введении.
На фиг. 4 изображен первый вариант осуществления вентилятора 1 согласно настоящему изобретению. Для упрощения вентилятор схематически показан с рабочим колесом 2, устройством наведения 9, расположенным за рабочим колесом, и трубчатым корпусом 3, показанным только вокруг устройства наведения 9.
Трубчатый корпус 3 проходит перед устройством наведения 9 вокруг рабочего колеса 2 или даже за ним. Вентилятор предусмотрен для образования воздушной струи овальной формы в направлении D.
Как видно на фиг. 4, рабочее колесо вращается вокруг центральной цилиндрической втулки 11 оси 10, по окружности которой равномерно распределяется множество лопаток 12, которые проходят радиально по отношению к оси 10.
Трубчатый корпус 3 имеет цилиндрическую форму и установлен коаксиально по отношению к оси 10. Данный трубчатый корпус 3 предусмотрен для наведения и ограничения вихревого потока воздуха, образуемого рабочим колесом 2. Без ограничения объема настоящего изобретения трубчатый корпус 3 может иметь цилиндрическую форму, форму усеченного конуса или комбинированную форму.
Устройство наведения 9 для воздушного потока вентилятора включает первый отражатель, стандартные выпрямительные отражатели струи, расположенные в решетке, закрывающей трубчатый корпус 3, как видно на фиг. 1b, 5а-5с. Данные выпрямительные отражатели 4 представлены в форме лопастей, которые проходят радиально от центрального диска 14 для сосредоточения осевой воздушной струи в форме усеченного конуса круглого сечения, образуемой рабочим колесом. Диаметр диска 14 практически равен диаметру центральной втулки рабочего колеса, как видно на фиг. 4.
Способность выпрямительных отражателей струи 4 обеспечивать сосредоточение воздушного потока обусловлена наличием наклонного сечения по всей длине, как видно на фиг. 1b.
Устройство наведения 9 по настоящему изобретению дополнительно включает еще один узел отражателей 15, предусмотренных для образования воздушного потока, отклоненного по отношению к воздушной струе круглого сечения, образуемой выпрямительным отражателем струи 4.
Отклоненный воздушный поток означает часть воздушного потока, образуемого рабочим колесом, и смещенного по отношению к его оси, вне зависимости от осевой воздушной струи.
Согласно профилю и расположению узла отражателей 15 при отклонении воздушного потока наблюдается больший или меньший угол наклона по отношению к оси рабочего колеса.
В результате комбинирования осевой воздушной струи и отклоненного воздушного потока образуется воздушная струя овального сечения и асимметричной формы по отношению к оси 10 рабочего колеса.
Данная комбинация выполняется путем совмещения осевой воздушной струи и отклоненного воздушного потока в той или иной степени путем перекрытия. Без ограничения объема настоящего изобретения комбинация также может выполняться путем объединения осевой воздушной струи и отклоненного воздушного потока или даже путем их размещения на небольшом расстоянии друг от друга до тех пор, пока не будет образована воздушная струя овального сечения.
Для обеспечения отклонения воздушного потока узел отражателей 15 включает правый отражатель 16 и отражатель реверсирования направления 17, показанные на фиг. 4, 5а-5с. Правый отражатель 16 и отражатель реверсирования направления 17 предусмотрены для направления воздушного потока в общую деталь корпуса 3 вентилятора. В частности, правый отражатель 16 подает часть воздушного потока в направлении вращения R рабочего колеса 2, а отражатель реверсирования направления 17 подает эту часть воздушного потока в противоположном направлении. Образуемые воздушные потоки контактируют друг с другом в общей детали корпуса 3 и объединяются, образуя при этом отклоненный воздушный поток.
Для обеспечения оптимальной эффективности отражатель реверсирования направления 17 расположен под углом правого отражателя 16 по отношению к центральному диску 14 под углом А от 90° до 180°, а правый отражатель расположен перед отражателем реверсирования направления в направлении вращения рабочего колеса, как видно на фиг. 5а-5с.
Угловая разность более 180° или менее 90° позволяет обеспечивать образование отклоненного воздушного потока, но при меньшей мощности. Было обнаружено, что угловая разность 130° является оптимальной для образования отклоненного воздушного потока при мощности, похожей на мощность осевой воздушной струи.
Таким образом, угловая разность между правым отражателем 16 и отражателем реверсирования направления 17 в трубчатом корпусе 3 может регулироваться для изменения отклонения воздушного потока и его мощности.
Для комбинирования отклоненного воздушного потока и осевой воздушной струи правый отражатель 16 расположен вертикально в трубчатом корпусе, вертикально по отношению к центральному диску 14.
Для образования воздушного потока над осевой воздушной струей правый отражатель 16 расположен вертикально над диском 14, как видно на фиг. 5а. Однако для образования отклоненного воздушного потока под образуемой осевой воздушной струей правый отражатель 16 расположен вертикально под центральным диском 14, как видно на фиг. 5b.
Без ограничения объема настоящего изобретения множество правых отражателей 16 и отражателей реверсирования направления 17 может быть предусмотрено в трубчатом корпусе согласно угловому интервалу от 90° до 180°, как видно на фиг. 4 и 5 с.
Согласно первому варианту осуществления, правые отражатели 16 и отражатели реверсирования направления 17 имеют лопастеобразную форму и проходят радиально от центрального диска 14 до трубчатого корпуса 3. Эти отражатели 16 и 17, как правило, имеют прямоугольную форму, их широкие кромки контактируют с центральным диском 14 и трубчатым корпусом 3, как видно на фиг. 4.
Правый отражатель 16 имеет форму пластины, наклоненной в длину и в направлении вращения R рабочего колеса, как видно на фиг. 4 и 6, для подачи воздушного потока в направлении D2. Наклон правого отражателя 16 также может быть изменен в соответствии с наклоном лопаток для ограничения потерь воздушного потока, образуемого рабочим колесом 2.
В данном варианте осуществления отражатель реверсирования направления 17 имеет V-образное или С-образное сечение. Отражатель реверсирования направления представляет собой разновидность желоба, наклоненного в противоположном направлении вращения рабочего колеса, как видно на фиг. 4, 7а и 7b. Часть желоба имеет форму ската наведения 18 для подачи воздушного потока, образуемого рабочим колесом, в направлении D3, как видно на фиг. 4, 7а и 7b.
Наклон правого отражателя 16 и ската наведения 18 используется для определения расположения части корпуса 3, где происходит контакт воздушной струи с воздушным потоком.
Согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения желоб отражателя реверсирования направления 17 включает скат приема 19, расположенный перед скатом наведения 18 по отношению к рабочему колесу 2, для получения воздушного потока, образуемого рабочим колесом вентилятора, как видно на фиг. 7В.
Благодаря такой компоновке по настоящему изобретению, воздушный поток, образуемый вращением рабочего колеса, сначала поступает на скат приема 19, а затем движется в направлении рельса наведения 18.
Согласно другой альтернативе первого варианта осуществления настоящего изобретения, вентилятор включает объединенные концентрические трубки 20, коаксиальные по отношению к оси 11 рабочего колеса и крепящиеся в корпусе 3, как видно на фиг. 5а-5с. Концентрические трубки проходят аксиально по отношению к оси А вращения рабочего колеса 2. Лопасти 4 выпрямительных отражателей струи, а также правого отражателя 16 и отражателя реверсирования направления 17 проходят через концентрические трубки от диска 14 до трубчатого корпуса 3, как видно на фиг. 5а-5с. Таким образом, эти концентрические трубки позволяют увеличить производительность вентилятора 1 при соединении с устройством наведения 9.
Согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 8, правые отражатели 16 и отражатели реверсирования направления 17 образуют «сетку» из концентрических трубок 20, как видно на фиг. 8. Под сеткой подразумевается то, что только две концентрические прилегающие трубки 20 могут быть соединены друг с другом при помощи правого отражателя и отражателя реверсирования направления.
Правый отражатель 16 и отражатель реверсирования направления 17, образующие сетку, сохраняют свою форму и функцию, но для образования целевого и ограниченного отклоненного воздушного потока в целях оптимизации производительности вентилятора 1.
По второму варианту осуществления, угловые отклонения А между правым отражателем 16 и отражателем реверсирования направления 17, также находятся в пределах от 90° до 180°.
В зависимости от требований, возле трубчатого корпуса 3, центрального диска 14 может быть размещено несколько сеток или они могут быть произвольно распределены между концентрическими трубками 20.
Согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения вентилятор 1 включает узел отражателей 15 как в форме «сетки», так и в форме лопастей, которые проходят от диска 14 до трубчатого корпуса 3.
Благодаря их компоновке, первый отражатель 4, узел отражателей 15 и концентрические трубки 20 образуют защитную решетку. Защитная решетка может устанавливаться с возможностью съема на корпусе вентилятора или быть взаимозаменяемой для изменения размера овального сечения воздушной струи. Крепления для решетки на трубчатом корпусе вентилятора могут быть запорной системой, например, для фиксации в трубчатом корпусе.
С помощью вентилятора по настоящему изобретению обеспечивается предпочтительно сосредоточенный воздушный поток овальной формы, соответствующий ограничениям стандартных вентиляторов.