ТУННЕЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР
TUNNEL FAN

Настоящее изобретение относится к туннельному вентилятору, адаптированному для установки в воздуховоде для транспортировки воздуха между верхней по потоку частью воздуховода и нижней по потоку частью воздуховода в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения.
Туннельные вентиляторы - это вентиляторы, устанавливаемые в воздуховодах для транспортировки воздуха или нагнетания воздуха по этим воздуховодам, и их иногда называют «рядные центробежные вентиляторы». Воздуховоды, по которым требуется транспортировать воздух, могут быть любого типа, например вентиляционные воздуховоды в зданиях любого типа, таких как жилые дома, промышленные сооружения, спортивные залы и т.п., и в данном контексте термин «воздух» включает любые газы или смеси газов, например воздух, загрязненный любым другим газом, например монооксидом углерода.
До настоящего времени для транспортировки воздуха по круглым воздуховодам в основном использовались так называемые круглые туннельные вентиляторы, имеющие крыльчатку, ось вращения которой проходит по существу параллельно направлению основного движения воздуха от входа к выходу вентилятора и при установке которых между верхней по потоку частью воздуховода и нижней по потоку частью воздуховода ось вращения проходит по существу параллельно протяженности воздуховода на этом участке. Однако такие круглые туннельные вентиляторы требуют сравнительно большего пространства в направлении, перпендикулярном указанной оси вращения, под которым часто понимается вертикальное направление, поскольку соответствующие воздуховоды часто проходят непосредственно под потолком или в потолках зданий. Это приводит к потере пространства, которое можно было бы использовать более эффективно.
Более того, давление, которое можно получить в воздуховоде с помощью такого круглого туннельного вентилятора, не столь высоко как хотелось бы и в то же время уровень шума довольно высок.
Для устранения этих недостатков на рынок были выпущены, в том числе и заявителем настоящего изобретения, туннельные вентиляторы, относящиеся к типу, описанному в ограничительной части п.1 формулы изобретения, т.е. имеющие радиальную крыльчатку, ось вращения которой проходит по существу перпендикулярно направлению основного движения воздуха от входного патрубка к выходному патрубку. Такие туннельные вентиляторы могут иметь меньший поперечный размер, т.е. размер, в направлении по существу перпендикулярном направлению основного потока воздуха от входного патрубка к выходному патрубку, что на практике означает меньшую высоту и меньшее занимаемое пространство в этом контексте. Хотя такие вентиляторы являются предпочтительными по сравнению с круглыми вентиляторами по создаваемому давлению, уровню шума и эффективности, имеется потребность в дальнейшем улучшении их характеристик.
Технической задачей настоящего изобретения является создание туннельного вентилятора, относящегося к типу, определенному выше, обладающего улучшенными характеристиками по сравнению с известными туннельными вентиляторами.
Эта задача решается согласно настоящему изобретению с помощью выпускного соединительного элемента такого туннельного вентилятора для образования канала воздушного потока, сужающегося по существу на конус к концу этого элемента, выполненному с возможностью соединения с расположенной ниже по потоку частью воздуховода.
Оказалось что такой выпускной соединительный элемент, образующий по существу коническую форму канала воздушного потока, еще более снижает уровень шума. Более того, повышаются эффективность и производительность (давление/расход).
Согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения центральная ось отверстия конуса выпускного соединительного элемента для соединения с расположенной ниже по потоку частью воздуховода, если смотреть на корпус в направлении оси вращения крыльчатки, по существу смещена относительно центральной оси корпуса, проходящей от первой к второй стороне корпуса. Такое смещенное размещение этого отверстия еще более улучшает указанные выше характеристики туннельного вентилятора, особенно когда выпускной соединительный элемент выполнен с возможностью образования канала потока воздуха с помощью участков стенки, проходящих по существу прямолинейно от внешней границы второй стороны корпуса к его концу для соединения с расположенной ниже по потоку частью воздуховода так, чтобы степень наклона этих участков стенки различалась вследствие смещенного положения этого отверстия.
Согласно другому предпочтительному варианту настоящего изобретения крыльчатка имеет лопасти, изогнутые назад относительно направления вращения крыльчатки. Такая крыльчатка является особенно предпочтительной, поскольку вентилятор будет работать очень эффективно, не требуя каких-либо направляющих средств, так что крыльчатка может быть установлена в пространстве этого корпуса, будучи ограниченной по бокам боковыми стенками корпуса и открытой непосредственно в указанный выпускной соединительный элемент, а воздушный поток, создаваемый крыльчаткой внутри этого пространства, направляют только стенки, определяющие это пространство. Это позволяет сократить себестоимость вентилятора.
Согласно другому предпочтительному варианту настоящего изобретения крыльчатка имеет лопасти, изогнутые вперед относительно направления вращения крыльчатки в пространстве корпуса, и в пространстве указанного корпуса, где установлена крыльчатка, размещена винтовая плита для направления потока воздуха, создаваемого крыльчаткой внутри этого пространства. Преимуществом такой конструкции является то, что крыльчатка будет иметь уменьшенный диаметр и позволяет получить более компактную конструкцию туннельного вентилятора. Вентилятор такого типа особенно подходит для создания более высокого давления воздуха и обладает привлекательной с коммерческой точки зрения эффективностью.
Согласно другому предпочтительному варианту настоящего изобретения ось вращения крыльчатки смещена относительно центральной оси корпуса, проходящей от первой стороны корпуса ко второй его стороне. Такое смещенное положение крыльчатки еще больше повышает эффективность и производительность вентилятора.
Согласно другому предпочтительному варианту настоящего изобретения впускной соединительный элемент предназначен для образования канала потока воздуха, расширяющегося по существу на конус от конца этого элемента, выполненного с возможностью соединения с расположенной выше по потоку частью воздуховода и в направлении к указанному корпусу. Применение такого конического соединительного элемента на впуске дает улучшение характеристик расхода и давления и повышает эффективность туннельного вентилятора.
Предпочтительно также, чтобы указанное отверстие конуса выпускного соединительного элемента и указанное отверстие конуса впускного соединительного элемента по существу были выровнены, если смотреть в направлении оси вращения крыльчатки, поскольку это позволяет подключать туннельный вентилятор к расположенной выше по потоку части воздуховода и расположенной ниже по потоку части воздуховода, которые лежат на одной оси так, чтобы туннельный вентилятор на практике являлся частью воздуховода с по существу прямоугольным выступом. Благодаря этой конической конструкции впускного и выпускного соединительных элементов можно обеспечить такое выравнивание, не уменьшая эффективность вентилятора.
Согласно другому предпочтительному варианту настоящего изобретения внутреннее пространство корпуса разделено на два отсека, а именно впускной отсек и выпускной отсек, перегородкой, проходящей по существу перпендикулярно оси вращения крыльчатки, при этом крыльчатка размещена в выпускном отсеке, и в перегородке выполнено отверстие, соответствующее положению крыльчатки для засасывания воздуха из впускного отсека в выпускной отсек путем вращения крыльчатки, что является удобным способом реализации туннельного вентилятора, имеющего крыльчатку, ось вращения которой проходит по существу перпендикулярно направлению основного движения воздуха от впускного отверстия к выпускному отверстию.
Согласно другому предпочтительному варианту настоящего изобретения являющемуся дальнейшим развитием последнего из упомянутых вариантов, туннельный вентилятор содержит направляющую пластину, проходящую внутри той части воздуховода, к которой может подсоединяться впускной соединительный элемент и поперек указанного отверстия в перегородке, разделяя его по существу на две равные части. Установка такой направляющей пластины еще больше повышает производительность туннельного вентилятора, предотвращая нежелательное вращение воздуха на входе в вентилятор.
Согласно другому предпочтительному варианту настоящего изобретения пластина для подвески крыльчатки с двигателем выполнена в форме откидной крышки на корпусе, выполненной с возможностью откидывания вверх для подъема крыльчатки с двигателем из корпуса для проверки, ремонта и/или очистки.
Другие преимущества и полезные признаки приведены в нижеследующем подробном описании и в других зависимых пунктах формулы.
Ниже следует конкретное описание туннельного вентилятора согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - вид сверху туннельного вентилятора согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения, с удаленными частями стенки.
Фиг. 2 - вид в перспективе туннельного вентилятора на фиг. 1, с удаленными частями стенки.
Фиг. 3 - вид в перспективе наклонно снизу туннельного вентилятора с фиг. 1 и 2.
Фиг. 4 - вид в перспективе туннельного вентилятора, в котором крыльчатка с двигателем подняты из корпуса для проверки, ремонта и/или очистки.
3
Туннельный вентилятор согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения показан на прилагаемых фиг. 1-4 и будет описан со ссылками на эти чертежи. Туннельный вентилятор 1 выполнен с возможностью установки в воздуховод для транспортировки воздуха между верхней по потоку частью 2 воздуховода и нижней по потоку частью 3 воздуховода, которые на фиг. 1 показаны схематически. Это две части 2 и 3 воздуховода в данном случае лежат на одной линии, и туннельный вентилятор такого типа также называют «рядным» вентилятором. Вентилятор содержит корпус 4, предпочтительно выполненный из листового металла и имеющий форму по существу прямоугольного параллелепипеда, и внутри него размещен элемент вентилятора, имеющий крыльчатку 5, и схематически показанный двигатель 6 для ее вращения. Туннельный вентилятор такого типа обычно имеет расход 0,10-3 м/с, но настоящее изобретение не ограничивается этим диапазоном.
Вентилятор также содержит элемент 7 для соединения первой впускной стороны 8 корпуса с расположенной выше по потоку частью воздуховода для всасывания из нее воздуха и элемент 9 для соединения второй выпускной стороны 10 корпуса, расположенной напротив первой стороны с расположенной ниже по потоку частью воздуховода для нагнетания в нее воздуха. Впускной соединительный элемент предназначен для образования канала потока воздуха, который расширяется по существу на конус от конца 11 этого элемента, выполненного с возможностью соединения с указанной расположенной выше по потоку частью воздуховода, и к корпусу 4. Крыльчатка 5 является радиальной крыльчаткой, ось вращения которой проходит по существу перпендикулярно направлению основного движения воздуха от впускного отверстия к выпускному отверстию, и, если смотреть на корпус в направлении оси вращения крыльчатки, центральная ось отверстия 30 конуса впускного соединительного элемента для соединения с указанной верхней по потоку частью воздуховода по существу смещена относительно центральной оси корпуса, проходящей от первой ко второй стороне корпуса. Впускной соединительный элемент выполнен с возможностью образования канала потока воздуха с помощью участков стенки, проходящих по существу прямолинейно от внешней границы первой стороны 8 корпуса к концу 11 для соединения с указанной расположенной выше по потоку частью воздуховода таким образом, чтобы степень расхождения указанных участков стенки различалась вследствие такого смещенного расположения упомянутого отверстия. Такая конструкция впускного соединительного элемента вентиляции снижает уровень шума вентилятора и повышает его производительность. Выпускной соединительный элемент 9 имеет конструкцию, подобную конструкции впускного соединительного элемента, и предназначен для образования канала воздушного потока, сходящегося по существу в конус в выпуске по направлению к концу 12 этого элемента, который выполнен с возможностью соединения с расположенной ниже по потоку частью воздуховода. Если смотреть на корпус в направлении оси вращения крыльчатки, центральная ось отверстия 13 конуса выпускного соединительного элемента по существу смещена относительно центральной линии корпуса, проходящей от первой ко второй стороне корпуса. Такое смещенное положение выпускного отверстия может быть приближено к оси потока воздуха, выходящего из крыльчатки, и нагнетающая сторона крыльчатки, если смотреть в поперечном направлении, будет находиться с той же стороны от центральной оси корпуса, что и центральная ось этого выпускного отверстия, если смотреть в направлении оси вращения крыльчатки. Выпускной соединительный элемент 9 также выполнен с возможностью образования канала воздушного потока с помощью участков стенки, отходящих по существу прямолинейно от внешней границы второй стороны 10 корпуса к концу 12 для соединения с указанной расположенной ниже по потоку частью воздуховода так, что степень конусности участков стенки различается в разных периферийных положениях относительно отверстия 13 вследствие такого смещенного положения отверстия. Такая конструкция выпускного соединительного элемента туннельного вентилятора согласно настоящему изобретению уменьшает уровень шума и существенно повышает его производительность, особенно в связи с конструкцией и расположением крыльчатки, как дополнительно описано ниже.
Внутренняя полость корпуса 4 разделена на два отсека перегородкой 14, проходящей по существу перпендикулярно оси вращения крыльчатки, а именно впускной отсек 15 и выпускной отсек 16. Перегородка 14 также имеет концевой участок 17, проходящий под углом к другой части для увеличения поперечного сечения впускного отсека 15 к впускному соединительному элементу 7, и концевую часть 24, закрывающую впускной отсек относительно выпускного отверстия выпускного соединительного элемента 9. Крыльчатка 5 размещена в выпускном отсеке, и в перегородке 14 выполнено отверстие 18 с соплом 25, проходящим в выпускной отсек 16 в положении, соответствующем крыльчатке для всасывания воздуха из впускного отсека 15 в выпускной отсек 16 путем вращения крыльчатки.
Вентилятор также содержит направляющую пластину 19, показанную на фиг.3 и проходящую внутрь впускного отсека по существу в направлении указанной расположенной выше по потоку части воздуховода, к которой может подсоединяться впускной соединительный элемент, и поперек указанного отверстия 18 в перегородке 14, разделяя отсек по существу на две равные части. Эта направляющая пластина повышает производительность вентилятора, предотвращая вращение воздуха на входе вентилятора.
Крыльчатка 5 имеет лопасти 20, изогнутые назад относительно направления вращения крыльчатки. Это значит, что крыльчатку можно выполнить в выпускном отсеке 16 в указанном корпусе ограниченной в поперечном направлении боковыми стенками 21, 22 и с отверстием непосредственно в выпускной соединительный элемент, тогда как стенки, определяющие выпускной отсек 16, выполнены с возможностью самостоятельно направлять поток воздуха, создаваемый крыльчаткой внутри этого выпускного отсека, поэтому, для эффективного нагнетания воздуха, засасываемого через отверстие 18 в перегородке к отверстию 13 в расположенной ниже по потоку части воздуховода, никакой червячной или винтовой пластины не требуется благодаря такой конструкции крыльчатки с лопастями, изогнутыми назад. Более того, крыльчатка установлена так, что ось ее вращения смещена относительно центральной оси корпуса. Такое расположение еще больше повышает производительность, т.е. давление/расход, туннельного вентилятора согласно настоящему изобретению.
Крыльчатка 5 с двигателем подвешена на по существу прямоугольной пластине 23. Пластина 23 для подвески крыльчатки с двигателем выполнена как крышка, установленная на петлях относительно остальной части корпуса, что позволяет поднимать эту крышку вверх для подъема крыльчатки с двигателем из этого корпуса для проверки, ремонта и/или очистки, как показано на фиг. 4. Крыльчатка имеет нижние периферийные участки 26, выполненные с возможностью образования горловины относительно сопла 25 с небольшим зазором, когда пластину 23 опускают вниз, чтобы направлять по существу весь воздух из впускного отсека в выпускной отсек через крыльчатку.
Функции туннельного вентилятора понятны из вышеприведенного описания, однако они будут кратко изложены далее. Крыльчатка, расположенная внутри выпускного отсека 16, засасывает воздух в отверстие 30 впускного соединительного элемента 7 и во впускной отсек 15 и через отверстие 18 в выпускной отсек 16, и через конический сужающийся выпускной соединительный элемент в его отверстие 13 и в расположенную ниже по потоку часть воздуховода. Конструкция выпускного соединительного элемента такова, что эта деталь имеет постепенно уменьшающееся в направлении отверстия 13 сечение, и это является наиболее существенным признаком, который повышает производительность туннельного вентилятора и снижает его уровень шума. Благодаря применению крыльчатки с искривленными назад лопастями возникает экономия материалов и расходов, поскольку для направления воздуха в выпускном отсеке не требуется ни червячная пластина, ни направляющий кожух. Смещенное положение отверстия 13 конуса выпускного соединительного элемента, особенно относительно оси вращения крыльчатки, также благоприятно влияет на производительность и эффективность вентилятора.
Настоящее изобретение, разумеется, ни коим образом не ограничивается описанным выше предпочтительным вариантом, и специалистам очевидно множество возможностей для его модификации, не выходящих за пределы основной идеи изобретения, определенной в прилагаемой формуле.
Например, в рамках настоящего изобретения можно использовать крыльчатку, имеющую лопасти, изогнутые вперед относительно направления вращения крыльчатки, но в таком случае в выпускном отсеке придется поставить червячную пластину для направления потока воздуха, создаваемого крыльчаткой внутри этого выпускного отсека.
Хотя расположение впускного и выпускного отверстий туннельного вентилятора на одной оси предпочтительно, такое расположение не является обязательным, и отверстия вполне могут быть смещены относительно друг друга поперек указанной центральной оси.
Конус выпускного соединительного элемента может выступать не от внешней границы второй стороны корпуса, а от участков торцевой стенки указанного параллелепипеда, заходя немного внутрь от этой внешней границы, но выступ за внешнюю границу в большинстве случаев является предпочтительным.
Хотя влияние силы тяжести в большинстве случаев заставляет располагать туннельный вентилятор так, чтобы перегородка проходила по существу горизонтально и крыльчатка располагалась в верхнем отсеке корпуса, настоящее изобретение не ограничено таким расположением и поэтому термины «горизонтальный» и «вертикальный» не использовались для определения туннельного вентилятора, поскольку в некоторых случаях он может быть выполнен с возможностью размещения в другой ориентации.
На чертежах показано, что выпускной соединительный элемент, как и впускной соединительный элемент, имеет короткий круглый фланец у отверстия соответствующей части воздуховода, который направлен наружу так, что такая конструкция соответствующего соединительного элемента находится в рамках определений конструкции этих элементов, приведенных в описании и формулы изобретения.
Имеется возможность расположить крыльчатку по центру, т.е. так, чтобы ось ее вращения совпадала с указанной центральной осью корпуса, когда используется крыльчатка с лопастями, изогнутыми назад.
Хотя на чертежах это не показано, четыре стенки вентилятора, проходящие от его входного отверстия к его выходному отверстию, предпочтительно снаружи покрыты слоем звукоизоляционного и огнестойкого материала, например стекловаты, имеющей толщину 3-6 см. Там, где находится крышка, этот слой разделен, чтобы образовать из него отдельный слой на крышке.
Следует отметить, что термин «по существу конический» или «по существу сужающийся», применяемый в отношении конусности впускного и выпускного соединительных элементов, также включает формы, несколько отличающиеся от конуса не только тем, что конусность меняется по окружности, как показано на чертежах, но и в результате применяемого производственного процесса. Так, когда эти соединительные элементы изготавливаются холодной вытяжкой листового металла, трудно избежать некоторых неравномерностей формы конуса, который получается не столь гладким, как показано на чертежах. Такие формы также входят в понятие «по существу конический».