ВЕНТИЛЯТОРНЫЙ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ
FAN-TYPE AIR HEATER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в целом относится к вентиляторным воздухонагревателям, а более точно к вентиляторному воздухонагревателю, такому как фен, вентиляторный калорифер или тому подобное.
Уровень техники
Вентиляторный воздухонагреватель, такой как фен или вентиляторный калорифер, включает в себя вентиляционный канал, вентилятор и нагреватель. Вентиляционный канал имеет впускное отверстие и выпускное отверстие. Вентилятор вставлен в вентиляционный канал и вращается, чтобы создавать поток воздуха от впускного отверстия к выпускному отверстию. Нагреватель также вставлен в вентиляционный канал и нагревает воздух, протекающий в вентиляционном канале. Нагретый воздух вытекает из выпускного отверстия.
Эта разновидность вентиляторного воздухонагревателя часто оборудована фильтром, который расположен во впускном отверстии, для того чтобы удалять загрязнения, такие как мусор, пыль, волос(ы) и тому подобное, так что загрязнения не могут проникать в вентиляционный канал. В некоторых фенах решетка (например, перфорированная панель) с отверстиями диаметром в несколько миллиметров применялась в качестве такого фильтра. Решетка изготовлена из металла или синтетической пластмассы, чтобы иметь сохраняющие форму свойства (жесткость, полужесткость или упругость), для того чтобы предохранять фильтр от повреждения, даже если фен, содержащий фильтр, выпадает из руки пользователя.
Однако, поскольку фильтр имеет такие большие отверстия, вентилятор неизбежно всасывает мусор и пыль вместе с воздухом через впускное отверстие. Соответственно электродвигатель вентилятора и нагреватель могут повреждаться.
Фен, описанный в публикации заявки на выдачу патента Японии, под № H06-046919, опубликованной 22 февраля 1994 года, содержит промежуточный фильтр, покрывающий впускное отверстие, и наружный фильтр, покрывающий промежуточный фильтр. Хотя диаметр отверстий промежуточного фильтра почти такой же, как у наружного фильтра, фильтры сформированы так, что площадь полной поверхности проема промежуточного фильтра является меньшей, чем у наружного фильтра. Либо фильтры скомпонованы так, что ребра фильтров пересекают друг друга, чтобы формировать меньшие отверстия. Однако, поскольку диаметр отверстий промежуточного фильтра является почти таким же, как у наружного фильтра, трудно предохранить вентилятор от всасывания тонкодисперсной пыли и тому подобного через впускное отверстие. В дополнение, даже если фильтры образуют меньшие отверстия, необходимо сужать ширину четырех ребер, окружающих каждое большое отверстие, для того чтобы сделать меньшие отверстия. Как результат, коэффициент пропускного сечения еще повышается, а прочность снижается.
Раскрытие изобретения
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предохранить вентилятор от всасывания загрязнений, таких как мусор, пыль и тому подобное, через впускное отверстие без снижения объема газа, выходящего из выпускного отверстия, и прочности фильтров.
Вентиляторный воздухонагреватель по настоящему изобретению содержит: вентиляционный канал, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие; и вентилятор и нагреватель, которые вставлены в вентиляционный канал. В аспекте изобретения, вентиляторный воздухонагреватель дополнительно содержит: первый фильтр, который закрывает по меньшей мере впускное отверстие, и второй фильтр с сетчатой структурой, который расположен между первым фильтром и впускным отверстием, так что второй фильтр закрывает по меньшей мере впускное отверстие. Второй фильтр имеет размер отверстий сетки в диапазоне от 300 до 650 мкм и также имеет коэффициент пропускного сечения в диапазоне от 55 до 90%.
В этом изобретении второй фильтр имеет размер отверстий сетки в диапазоне от 300 до 650 мкм и соответственно может удалять тонкодисперсные загрязнения, такие как мусор, пыль и тому подобное. В дополнение, поскольку второй фильтр имеет коэффициент пропускного сечения в диапазоне от 55 до 90%, уменьшение объема газа, выходящего из выпускного отверстия, и прочности фильтров, особенно второго фильтра, может избегаться. Поэтому можно предохранять вентилятор от всасывания загрязнений, таких как мусор, пыль и тому подобное, через впускное отверстие без снижения объема газа, выходящего из выпускного отверстия, и прочности фильтров.
В варианте осуществления первый фильтр имеет ячеистую структуру, а также имеет коэффициент пропускного сечения в диапазоне от 50 до 75%. Предпочтительно, первый фильтр изготовлен из металлической пластины. В этом случае первый фильтр может надлежащим образом защищать второй фильтр.
В варианте осуществления вентиляторный воздухонагреватель дополнительно содержит третий фильтр, закрытый первым и вторым фильтрами. Третий фильтр прикреплен к впускному отверстию, так что третий фильтр закрывает впускное отверстие, наряду с тем, что первый и второй фильтры могут присоединяться и отсоединяться со стороны впускного отверстия. В этом варианте осуществления второй фильтр может легко очищаться. В дополнение, даже если первый и второй фильтры отсоединяются со стороны выпускного отверстия, третий фильтр покрывает впускное отверстие и соответственно может обеспечиваться безопасность.
В варианте осуществления вентиляторный воздухонагреватель дополнительно содержит корпус и рамку. Вентиляционный канал вставлен в корпус. Корпус имеет приточный проем и сточный проем, где расположены впускное отверстие и выпускное отверстие соответственно. Первый и второй фильтры прикреплены к рамке. Рамка может присоединяться и отсоединяться от приточного проема и также имеет кольцевую канавку и монтажные отверстия, сформированные в канавке. Первый фильтр содержит основу, по меньшей мере один бортик, вставленный в канавку, и элементы зацепления. Элементы зацепления отогнуты наружу от кромки бортика и соответственно вставлены в монтажные отверстия, чтобы крепиться к рамке. Рамка имеет перегородки, которые сформированы в задней части рамки и окружают элементы зацепления соответственно. В этом варианте осуществления бортики первого фильтра вставлены в канавку, а элементы зацепления, вставленные в монтажные отверстия, окружены перегородками. Соответственно кромки первого фильтра могут быть скрыты от пользователя.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные варианты осуществления изобретения далее будут описаны более подробно. Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут лучше понятны относительно последующего подробного описания и прилагаемых чертежей, где:
фиг.1 - вид в продольном разрезе вентиляторного воздухонагревателя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - вид в перспективе варианта осуществления;
фиг.3 - вид в перспективе рамки, а также первого и второго фильтров по варианту осуществления;
фиг.4 - увеличенный вид в разрезе второго фильтра;
фиг.5 - вид в продольном разрезе варианта осуществления;
фиг.6 - вид спереди рамки, содержащей первый и второй фильтры;
фиг.7 - вид сзади рамки, содержащей первый и второй фильтры;
фиг.8 - вид в разрезе рамки, содержащей первый и второй фильтры;
фиг.9 - вид в разрезе части рамки, содержащей первый и второй фильтры;
фиг.10A показывает график объема газа, являющегося следствием размера отверстий сетки;
фиг.10B показывает график объема газа, являющегося следствием коэффициента пропускного сечения; и
фиг.11 - вид в продольном разрезе вентиляторного воздухонагревателя в варианте осуществления.
Осуществление изобретения
Фиг.1 показывает вентиляторный воздухонагреватель (фен) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фен, проиллюстрированный на фиг.1 и 2, включает в себя цилиндрический корпус 4, имеющий приточный проем 41, сточный проем 42 и распылительный проем 43. Приточный проем 41 расположен на заднем торце корпуса 1. Распылительный проем 42 расположен в нижней части переднего торца корпуса 1, а распылительный проем 43 расположен в верхней части переднего торца, который является углублением, отодвинутым дальше назад, чем нижняя часть.
Корпус 4 также имеет поворотное основание 44, которое содержит ось 45 поворота и ответвляется от нижней стороны цилиндрической поверхности корпуса 4. Поворотное основание 44 присоединено к захватной рукоятке 5 с помощью оси 45 поворота, так что рукоятка 5 может поворачиваться на оси 45 поворота. Корпус 4 дополнительно содержит имеющую форму прямоугольника рамку 6, которая может присоединяться к и отсоединяться от кромки приточного проема 41.
Корпус 4 также вмещает вентиляционный канал 7, вентилятор 81, электродвигатель 82, нагреватель (не показан), сопло 84 и электростатический пульверизатор 9. Вентиляционный канал 7 имеет впускной отверстие 71 и выпускное отверстие 72 и вставлен в корпус 4. Впускное отверстие 71 расположено в приточном проеме 41 в то время как выпускное отверстие 72 расположено в сточном проеме 42. В варианте осуществления вентиляционный канал 7 сформирован из заднего воздуховода 73, расположенного на стороне приточного проема и переднего воздуховода 74, расположенного на стороне сточного проема, которые объединены, чтобы формировать единый узел. Вентилятор 81 и электродвигатель 82 установлены в заднем воздуховоде 73. Нагреватель установлен внутри переднего воздуховода 74 и нагревает воздух, втекающий в вентиляционный канал 7. То есть передний воздуховод 74 вставлен в корпус 4, так что еще один цилиндрический вентиляционный канал скомпонован между внутренней стороной корпуса 4 и наружной стороной переднего воздуховода 74. Соответственно вентилятор 81 и электродвигатель 82 вместе создают поток воздуха от впускного отверстия 7 (приточного проема 41) к выпускному отверстию 72 (сточному проему 42) и распылительному проему 43. В этом случае большая часть потока воздуха проходит через вентиляционный канал 7, чтобы вытекать из выпускного отверстия 72. Остаток потока воздуха, который не нагрет, вытекает из распылительного проема 43 через цилиндрический вентиляционный канал наряду с окружением теплой струи воздуха, нагреваемого нагревателем. Соответственно может предотвращаться перегрев воздуха. Сопло 84 расположено на сточном проеме 42, с тем чтобы разделять большую часть потока воздуха (воздушного потока) на две струи с помощью двух раструбов сопла.
Электростатический пульверизатор 9 расположен за распылительным проемом 43 в корпусе 4 и выполнен с возможностью создания тумана (распыленной жидкости) из заряженных тонкодисперсных водяных частиц посредством электростатической пульверизации для распыления (выпуска) тумана из проема 43. Например, пульверизатор 9 включает в себя высоковольтное устройство 91, средство 95 охлаждения и так далее. Высоковольтное устройство 91 сформировано из двутаврового электрода 92 электростатической пульверизации, кольцевого противоэлектрода 93 и генератора высокого напряжения (не показан). Электроды 92 и 93 скомпонованы напротив друг друга, и электрод 93 присоединен к заземлению. Генератор высокого напряжения соединен с источником питания фена и также сконфигурирован для прикладывания отрицательного высокого напряжения между электродами 92 и 93. Средство 95 охлаждения соединено с источником питания и выполнено с возможностью охлаждения электрода 92, чтобы создавать конденсационную воду (капли росы) на электроде 92 из теплого водяного пара вокруг электрода 92. Например, средство 95 охлаждения сформировано из элемента 96 Пельтье, радиатора 97 и так далее. Элемент 96 Пельтье выполнен с возможностью охлаждения электрода 92, чтобы формировать конденсационную воду (капли воды) на электроде 92. Радиатор 97 излучает тепло, вырабатываемое элементом 96 Пельтье. Радиатор 97 охлаждается воздухом, протекающим в цилиндрическом вентиляционном канале.
Отрицательное высокое напряжение прикладывается к электроду 92, охлаждаемому элементом 96 Пельтье, а затем конденсационная вода на электроде 92 формирует релеевское разделение в ответ на электрический разряд между электродами 92 и 93. В результате создается туман из отрицательно заряженных тонкодисперсных частиц (ионов) воды и затем переносится воздухом, втекающим в цилиндрический вентиляционный канал, чтобы выпускаться из распылительного проема 43.
В аспекте по варианту осуществления первый, второй и третий фильтры 1, 2 и 3 расположены в приточном проеме 41. Фильтр 1 является решеткой, выполненной из металлической пластины, такой как листы оцинкованной горячим окунанием углеродистой стали (например, SGCC) или тому подобного, чтобы иметь сохраняющие форму свойства, и имеет коэффициент пропускного сечения в диапазоне от 50 до 75%. Например, фильтр 1 является перфорированной панелью с ячеистой структурой, которая находится в диапазоне от 0,5 до 2 мм по толщине, и имеет размер отверстий (диаметр отверстий), немного больший, чем 3 мм, и ширину ребер (поперечных элементов) приблизительно в 0,8 мм. Предпочтительно, фильтр 1 содержит шестиугольные отверстия (10), как показано на фиг.3. В этом случае прочность ребер, составляющих ячеистую структуру, может равномерно сохраняться и может быть увеличена площадь полной поверхности проема фильтра 1.
1
2
1
2
Фильтр 2 имеет сетчатую структуру и расположен между первым фильтром 1 и впускным отверстием 71. Например, фильтр 2 выполнен из металлического материала или, предпочтительно, из ингибированной пластмассы, такой как полиэстер или тому подобное. Как показано на фиг.4, фильтр 2 имеет размер (W) отверстий сетки в диапазоне от 300 до 650 мкм и коэффициент S/S пропускного сечения в диапазоне от 55 до 90%. На фиг.4 S - площадь одного элемента, состоящего из отверстия сетки и четырех полуребер (поперечных элементов), непосредственно окружающих отверстие, а S - площадь отверстия сетки.
Как показано на фиг.3 и 5-9, к рамке 6 прикреплены фильтры 1 и 2, которые могут вместе присоединяться и отсоединяться от приточного проема 41. Например, рамка 6 изготовлена из формовочного материала, так что она образует прямоугольник (см. фиг.7) и имеет элементы 61 и 62 зацепов (фиг.3 и 7), кольцевую канавку 63 (фиг.8), множество (например, четыре) узких монтажных отверстия 64 (фиг.7 и 9) и множество (например, четыре) перегородок 65 (фиг.7 и 9). Формовочным материалом является синтетическая пластмасса, у которой точка плавления ниже, чем у фильтра 2. Элементы 61 и 62 зацепов торчат с двух противоположных углов в задней части рамки 6 (фиг.8) и вводятся в зацепление с элементами 467 и 471 зацепов, расположенными на внутренней кромке приточного проема 41 соответственно (фиг.5). Элемент 461 зацепа включен в U-образную отдельную часть 46, прикрепленную к верхней внутренней кромке приточного проема 41, наряду с тем, что элемент 47 зацепа сформирован на нижней внутренней кромке. Канавка 63 сформирована в передней части рамки 6. Монтажные отверстия 64 являются сквозными отверстиями, сформированными в канавке 63. Перегородки 65 сформированы в задней части рамки 6 и соответственно окружают монтажные отверстия 64.
Например, как показано на фиг.3 и 7-9, фильтр 1 имеет прямоугольную основу 11, четыре бортика 12 и множество (например, четыре) U или V-образных элементов 13 зацепления. Элемент 13 зацепления отогнут наружу от кромки бортиков 12. Бортики 12 вставляются в канавку 63, наряду с тем, что элементы 13 зацепления соответственно вставляются в монтажные отверстия 64, чтобы крепиться к рамке 6. То есть кончики 130 элементов 13 зацепления соответственно зацепляются с уступами 66 внутри монтажных отверстий 64 (фиг.9). В этом случае перегородки 65 соответственно окружают элементы 13 зацепления. Соответственно каждая перегородка 65 может окружать как кромки 131 элемента 13 зацепления, так и кромки 120, между которыми продолжает находиться элемент 13 зацепления (фиг.7). Перегородки 65 также могут повышать жесткость рамки 6.
Периферийные кромки фильтра 2 крепятся к задней части рамки тепловой сваркой и, в силу этого, фильтр 2 крепится к рамке 6. В варианте осуществления каждый из первого фильтра, второго фильтра и рамки по настоящему изобретению может быть в форме круга, а потому первый фильтр может иметь кольцевой бортик.
Фен дополнительно включает в себя третий фильтр 3, который изготовлен из металлической пластины, чтобы иметь сохраняющие форму свойства и коэффициент пропускного сечения, таким же образом, как фильтр 1. Фильтр 3 закрыт первым и вторым фильтрами 2 и 3 и также крепится к впускному отверстию 71 вентиляционного канала 7, так что он покрывает впускное отверстие 71. Фильтр 3 используется скорее чтобы обеспечивать безопасность, нежели удаление мусора и пыли. То есть фильтр 3 покрывает впускное отверстие 71, даже если фильтры 2 и 3 отсоединены со стороны впускного отверстия 71 (то есть приточного проема 41) вместе с рамкой 6. Соответственно вентилятор 81 в заднем воздуховоде 73 покрыт фильтром 3.
Когда фен приводится в действие, воздух всасывается во впускное отверстие 71 через фильтры 1-3. В фильтрах фильтр 1, обладающий сохраняющими форму свойствами, защищает фильтр 2, а фильтр 3 обеспечивает безопасность, в то время как фильтр 2 функционирует в качестве основного фильтра для удаления мусора, пыли и так далее.
То есть, поскольку фильтр 2 имеет тончайший размер (W) отверстий сетки в диапазоне от 300 до 650 мкм, можно удалять загрязнения, такие как тонкодисперсный мусор, пыль, волосы и т.п., чтобы загрязнения не проникали в вентиляционный канал 7, в который вставлены вентилятор 81, электродвигатель 82 и нагреватель.
Как показано на фиг.10A, если размер (W) отверстий сетки фильтра 2 является меньшим, чем 300 мкм, объем газа (воздуха) снижается, и также снижается коэффициент пропускного сечения. Если размер (W) отверстий сетки является большим, чем 650 мкм, фильтру 2 тяжело удалять загрязнения.
Как показано на фиг.10B, если коэффициент пропускного сечения фильтра 2 является меньшим, чем 55%, снижается объем газа, выносимый из выпускного отверстия 72 и, в силу этого, ослабляя функционирование в качестве фена. Если коэффициент пропускного сечения является большим, чем 90%, ширина ребер фильтра 2 становится слишком узкой, тем самым снижая прочность фильтра 2. В этом случае фильтр 2 легко прорывается или ломается при вычищении пыли из фильтра 2 щеткой или мытье фильтра 2.
Предпочтительно, каждый из фильтров 1 и 3 имеет коэффициент пропускного сечения в диапазоне от 50 до 75%. Поскольку толщина фильтра 1 равна или меньше, чем 2 мм, возможно предотвращать большой шум, вызываемый проходным шумом или шумом столкновений.
В варианте осуществления, который показан на фиг.11, часть 46A зацепления сформирована на верхней внутренней кромке приточного проема 41 вместо отдельной части 46.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на определенные предпочтительные варианты осуществления, многочисленные модификации и варианты могут быть выполнены специалистами в данной области техники, не выходя из истинной сущности и объема этого изобретения.