УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫТЯЖКИ ЗАГРЯЗНЕННОГО ВОЗДУХА ИЗ ПОМЕЩЕНИЙ

Полезная модель относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использована в естественной канальной вентиляции зданий и сооружений различного назначения: жилых, общественных, производственных, а также подвалов и заглубленных сооружений.
Известны стандартные дефлекторы для вентиляционных систем, разработанные ЦАГИ (Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Идельчик И.Е., М.: Машиностроение, 1975 г.). С учетом конструктивной и эксплуатационной простоты к недостаткам этих традиционных устройств относится их низкая эффективность, которая является следствием относительно большого гидравлического сопротивления и малого разряжения на выходе.
Известен дефлектор дымохода для любых вентиляционных систем (Пат. РФ №118402, опубл. 20.07.2012), устанавливаемый на трубе вентиляционного стояка. Дефлектор содержит закрепленный на оси веерный составной зонт-колпак с хвостовой частью (крылом) и устройство поворота зонта-колпака вокруг своей оси под действием ветра на его хвостовую часть (крыло).
Назначение известного дефлектора - увеличение эжекционного эффекта, используемого при естественной вытяжке загрязненного воздуха из помещений.
Работа дефлектора основана на использовании энергии ориентированного, посредством поворота за счет крыла, потока воздуха - ветра, который, ударяясь о поверхность веерного составного зонта-колпака и обтекая его, частично через щели веера направляется внутрь и, выходя наружу, вызывает подсос и усиливает вытяжку воздуха из помещений.
Недостатком данной конструкции является малое использование ометаемой эффективной площади потоком ветра за счет скользящего обтекания.
Наиболее близким по техническому решению, в качестве прототипа, является устройство для вытяжки загрязненного воздуха из помещений (Пат. РФ №2410608, опубл. 27.01.2011), содержащее специальную насадку, установленную на конце вертикальной трубы или шахты, состоящую из диффузора, конфузора и горловины, канал которой соединен с внутренней полостью трубы (шахты) с помощью патрубка на скользящей опоре на ее боковой поверхности и вертикальную шток-ось шарнирного соединения на неподвижной планке для поворота на ветер.
Назначение известного устройство для вытяжки загрязненного воздуха из помещений - повышение эффективности процесса естественной вентиляции при воздействии ветра.
Для достижения указанного технического результата на конце вытяжной трубы или шахты реализована специальная насадка в виде трубы Вентури, канал горловины которой соединен с внутренней полостью трубы (шахты) с помощью патрубка на скользящей опоре. За счет установки над устьем вытяжного устройства такой насадки повышается скоростной напор при движении воздуха через горловину трубы Вентури при снижении статического давления, что повышает эжектирующий эффект вытяжки.
Недостатками такой конструкции являются снижение эффективности ниже традиционной вентиляции при слабых ветрах, не способных повернуть на ветер трубу Вентури, особенно при боковых ветрах.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении эффективности естественной вентиляции при воздействии ветра с обеспечением работоспособности в широком диапазоне атмосферных условий.
Для достижения указанного технического результата на конце вытяжной трубы или шахты установлена специальная насадка, состоящая из диффузора, конфузора и горловины, канал которой соединен с внутренней полостью трубы (шахты) с помощью патрубка. Горловина насадки является продолжением патрубка, с частью перехода на больший диаметр, в виде диффузора, а боковой конфузор связан с встроенным угловым патрубком, выходящим в расширенную полость горловины, реализуя эжекторную систему. На скользящей опоре насадка конфузором поворачивается на ветер для обеспечения скоростного потока на выходе углового патрубка.
Предлагаемое устройство для вытяжки загрязненного воздуха из помещений иллюстрируется чертежом, представленным на фигуре.
На фигуре показан схематический разрез предлагаемого устройства.
Устройство для вытяжки загрязненного воздуха из помещений выполнено в виде насадки, которую устанавливают на вытяжную трубу 1 на скользящей опоре. Устройство содержит диффузор 2, расширяющий горловину 4, боковой конфузор 3. Боковой конфузор 3 связан с встроенным угловым патрубком 10, размещенным в расширенной полости горловины 4 с выходом параллельно ее оси, совпадающей с осью вертикального штока, в сторону выхода загрязненного воздуха. В узкой части горловина колесиками 5 примыкает к боковой поверхности трубы 1 и, дополнительно, с помощью подшипника 8, вертикальной шток-оси 6 со шплинтом 9 шарнирного соединения на неподвижной планке 7, вертикально фиксируется и может свободно вращаться вокруг своей оси. К части горловины 4 увеличенного диаметра, параллельно оси конфузора 3, прикреплены вертикальные хвостовые кили 11, в сторону от конфузора 3. Сверху горловины на жалюзийной решетке 12 установлен зонт-колпак 13, который с внутренней стороны дополнительно снабжен теплоизолирующим слоем 14 с отражательной поверхностью 15.
Устройство для вытяжки загрязненного воздуха из помещений работает следующим образом.
Благодаря свободному вращению вокруг своей оси разработанная насадка при воздействии ветра с помощью вертикальных хвостовых килей 11 поворачивается и всегда ориентирует конфузор 3 навстречу ветру. Ветровой поток атмосферного воздуха, попав в ометаемый раскрыв конфузора 3, проходя через сужение и встроенный угловой патрубок 10, повысив динамическое давление за счет кинетической энергии ветра, попадает в эжекторную зону и встречается с загрязненным воздухом конвектируемым из вентилируемых помещений. В горловине 4 возникает эжектирующий эффект с передачей кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой, что существенно увеличивает вытяжку загрязненного воздуха через жалюзийную решетку 12. Для конструктивного обеспечения работы эжектора площадь сечения горловины 4 увеличенного диаметра не может быть меньше удвоенной суммы площадей сечений вытяжной трубы 1 и встроенного углового патрубка 10. От засорения снегом и попадания дождевых осадков в систему вентиляции, сверху горловины 4 на жалюзийной решетке 12 установлен зонт-колпак 13. Для устранения конденсации влаги на внутренней поверхности зонта-колпака 13, выделяющейся из удаляемого воздуха, с внутренней стороны он дополнительно снабжен теплоизолирующим слоем 14 с отражательной поверхностью 15. Кроме этого отражательная поверхность 15, как тепловой рефлектор, эффективно действующий на расстоянии 3-5 см, обеспечивает этим слоем своеобразную «смазку» между разнотемпературными поверхностью зонта-колпака и движущегося воздушного потока, чем далее повышает эффективность работы вытяжной системы. В свою очередь, при ветрах с малыми скоростями, не способными развернуть конфузор навстречу ветру, жалюзийная решетка 12, пропуская насквозь ветровой поток, повышает эффективность вытяжки конвектируемого из вентилируемых помещений загрязненного воздуха уменьшенным эжектирующим эффектом. Дополнительно к этому, в безветренную погоду, но при высокой солнечной тепловой радиации, при окрашенной в темные матовые цвета внутренней поверхности конфузора 3, нагреваемый в его раскрыве воздух будет осуществлять движение вверх, в том числе и через встроенный угловой патрубок 10, инициируя за счет эжектирующего эффекта увеличение вытяжки загрязненного воздуха из помещений.
Использование предлагаемого устройства для вытяжки загрязненного воздуха из помещений позволяет сохранить работоспособность системы вентиляции при традиционной естественной вытяжке загрязненного воздуха из помещений в безветренные периоды и повышения эффективности естественной вентиляции при воздействии ветра с обеспечением работоспособности в широком диапазоне атмосферных условий.
Техническое преимущество заявляемого устройства заключается в том, что переход горловины на больший диаметр с жалюзийной обрешеткой и теплоизолирующим слоем с отражательной поверхностью зонта-колпака обеспечивают работу устройства в качестве классического дефлектора, с повышенной эффективностью в безветренные периоды, а боковой конфузор с угловым патрубком, выходящим в расширенную полость горловины, как эжектор, далее повышает его эффективность.
При общих признаках с прототипом, по выполнению в виде поворотной насадки на конце вертикальной трубы с конфузором и диффузором на скользящей опоре, данное устройство отличается комбинированным использованием дефлектора с эжектором, повышающих эффективность системы вытяжки. Дополнительная теплоизоляция и отражающая поверхность зонта-колпака устройства уменьшают на выходе охлаждение подогретого загрязненного воздуха помещений и увеличивают тягу, а окрашенная в темные матовые цвета поверхность конфузора, нагреваемая в его раскрыве при высокой солнечной тепловой радиации, инициирует движение воздуха вверх, в том числе через встроенный угловой патрубок, и обеспечивает за счет эжектирующего эффекта увеличение вытяжки загрязненного воздуха из помещений. Боковое размещение конфузора с увеличенным соотношением ометаемого сечения к сечению проходного отверстия углового патрубка исключают скопление с засорением снегом патрубка эжектора.