УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ВОЗДУХА
AIR FEEDING DEVICE

Настоящее изобретение относится к устройству, касающемуся вентиляции, осуществляемой путем подачи воздуха, а главным образом касающемуся охлаждающих заслонок, содержащих отверстия, через которые при использовании заслонок течет подаваемый воздух.
Устройства вышеупомянутого типа обычно часто используют в качестве охлаждающих устройств, располагаемых, например, в потолках офисов. Сопла могут представлять собой перфорационные отверстия в канале, который расположен в соответствующем месте вдоль устройства для обеспечения подсасывания. Если подводимый воздух, вытекающий из сопел, подают в определенном направлении, будет происходить вытяжка воздуха из вентилируемого пространства, поскольку статическое давление в нем будет ниже, когда увеличивается динамическое давление. Кроме того, посредством расположения сопел определенным образом воздух может быть направлен из вентилируемого пространства так, чтобы он проходил через блок охлаждения/батарею с охлаждающими змеевиками и при этом был бы охлажден. Как правило, эти так называемые охлаждающие заслонки расположены таким образом, чтобы воздух, вытекающий из охлаждающих заслонок, тек вдоль потолка благодаря подсасыванию, что в данном случае называют эффектом флотации.
В разных пространствах требуются разные скорости воздушного потока, при этом скорость воздушного потока регулируют во избежание необходимости изготовления охлаждающих заслонок всевозможных размеров. Скорость подводимого воздушного потока можно регулировать разными способами. Один из способов предполагает дросселирование подводимого воздуха даже перед тем, как он достигнет устройства с охлаждающими заслонками. На практике этот способ действует плохо, так как охлаждающие заслонки конструируют для манипулирования ими определенным давлением выше атмосферного, например, составляющим 60 Па. Поскольку в случае турбулентного потока давление представляет собой квадратичную функцию скорости воздушного потока, небольшое уменьшение скорости потока будет приводить к сравнительно большему снижению давления. Если, например, при некоторой скорости потока начальное давление составляет 60 Па, то при уменьшении скорости потока наполовину давление упадет примерно до 15 Па. Это, в свою очередь, приводит к тому, что скорость воздуха из охлаждающей заслонки будет недостаточной для создания желаемого подсасывания и, следовательно, охлаждающая заслонка не будет функционировать так, как ожидается. Вместо указанного, другое решение предполагает регулирование различными способами количества сопел и/или площади отверстия сопел. В случае применения закупоривания используют пробки, обычно изготавливаемые из резины, для закупоривания некоторого количества сопел и регулирования при этом желаемым образом скорости потока подаваемого воздуха. Такое закупоривание обычно выполняют при изготовлении блока для регулирования эксплуатационными характеристиками блока применительно к имеющемуся пространству, в котором предполагают установить блок. Однако закупоривание приводит к ряду недостатков, один из которых заключается в том, что на закупоривание требуется время и оно приводит к большим затратам. При закупоривании более 10-20% сопел способ часто не будет экономически целесообразен. Кроме того, этот способ не обеспечивает возможность рационального регулирования скорости воздушного потока в случае уже установленного блока. Такое регулирование может оказаться желательным, если там, где установлен блок, изменяется климат, или если необходимо изменить охлаждение и/или вентиляцию несколько иным образом. Для решения проблемы регулирования установленных блоков разработаны такие решения, которые главным образом предполагают регулирование площадей отверстий сопел посредством дросселей. Поскольку блок в большинстве случаев имеет большое количество сопел, дроссели обычно взаимосвязаны таким образом, что площади отверстий всех сопел регулируют одновременно. Проблема, касающаяся этого способа регулирования, помимо сложности дроссельной системы, заключается в том, что он также требует специальной конструкции, которая приводит к тому, что статическое давление будет слабо использовано, когда воздух вытекает из сопел, и оно будет частично преобразовано в динамическое давление. Для оптимального функционирования сопел они должны быть сконструированы так, чтобы как можно большая величина действующего в блоке статического давления, большего атмосферного, была преобразована в динамическое давление. Однако те решения, которые имеются на сегодняшний день, в этом отношении не являются самыми оптимальными.
Задача изобретения заключается в создании устройства, касающегося вентиляции, осуществляемой путем подачи воздуха, которое решает указанные выше проблемы и которое, кроме того, обеспечивает большую свободу в отношении возможности регулирования величин площадей открываемых отверстий.
Согласно изобретению эта задача достигается посредством устройства такого типа, которое указано во вводной части и обладает отличительными признаками, которые определены в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления конструкции устройства определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Устройство, составляющее изобретение, касается вентиляции, осуществляемой путем подачи воздуха, а главным образом касается охлаждающих заслонок и содержит отверстия, через которые при использовании устройства течет подаваемый воздух. Кроме того, устройство содержит две части канала, части которых, служащие для контакта друг с другом, образуют упомянутые отверстия. Контактные части относятся к границе, например, между двумя половинами канала, то есть к тому месту, где канал разделен в продольном направлении. В данном случае одно из преимуществ заключается в том, что нет необходимости в уплотнении канала. Как правило, канал изготавливают из двух или более листовых металлических частей, которые соединяют, при этом соединение должно быть уплотнено, чтобы предотвратить потери. Теперь вместо указанного, используя то, что канал изготавливают из большого количества частей, уплотнение не устанавливают и отверстия получают естественным образом, поскольку в качестве отверстий будут служить «неплотности» между листовыми металлическими частями. Сопла/отверстия обычно прошивают в канале, изготавливаемом из двух или более листовых металлических частей.
В описании изобретения использован термин «контактная часть» для обозначения зоны в продольном направлении вдоль частей канала, которая образует контактную зону между двумя частями канала.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения положение частей канала относительно друг друга определяет размер отверстий. Другими словами, расстояние между частями канала вблизи от контактной части обеспечивает управление размером отверстий.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутые части канала устанавливают с обеспечением подвижности по отношению друг к другу таким образом, что эти части будут расположены с возможностью скольжения по отношению друг к другу вблизи контактных частей. При этом площади отверстий можно регулировать лишь посредством перемещения одной части канала относительно другой его части. Предпочтительно, чтобы одна из частей канала вблизи от контактных частей содержала средства, обеспечиваемые для того, чтобы при использовании образовывать сопла между частями канала. При этом расстояние между частями канала вблизи от контактных частей можно регулировать и, следовательно, можно регулировать площади отверстий сопел.
Упомянутые средства предпочтительно состоят из выступов, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль контактных частей, при этом площадь отверстий сопел будет наибольшей в первом положении, когда вторая часть канала опирается на первую часть канала с выступами и выступы имеют самую большую высоту, и наименьшей во втором положении, когда край второй части канала опирается снаружи выступов первой части канала. Выступы могут быть легко образованы в одной из частей канала, например, формованием посредством сжатия. Воздух проходит между соседними выступами, поскольку выступы на одной из частей канала приподнимают другую часть канала. Предпочтительно, чтобы выступы содержали, по меньшей мере, одну область, расположенную под углом по отношению к первой части канала, при этом один из краев области выравнивают с первой частью канала, а противоположный край области отстоит от плоскости первой части канала, для обеспечения возможности непрерывного регулирования площади отверстия сопел. Таким образом, расстояние между частями канала можно непрерывно регулировать и, следовательно, также можно непрерывно регулировать площадь отверстия сопел. Дополнительное преимущество использования так называемых выступов состоит в том, что они снижают требования к допустимым отклонениям частей канала. При изготовлении более длинной части канала может оказаться затруднительным обеспечение желаемого допустимого отклонения. Выступы при их использовании обеспечивают контроль допустимого отклонения, то есть выступы позволяют контролировать части канала таким образом, что эти части могут быть изготовлены без необходимости больших допустимых отклонений, а это также делает изготовление менее дорогостоящим.
Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения боковые края выступов, по меньшей мере, у концов контактной части расположены под углом по отношению к сторонам выступов в центре контактной части для управления направлением воздуха из устройства. Это означает, что можно управлять двухразмерным распространением подаваемого воздуха из устройства. Когда все выступы расположены параллельно, поток воздуха из устройства вследствие подсасывания будет собран в виде потока, имеющего небольшую площадь поперечного сечения и, следовательно, высокую скорость, которая в наихудшем случае может вызвать сквозняк в месте пребывания людей, то есть после того как воздух покинул заслонку. Посредством углового расположения боковых краев выступов у концов устройства снаружи от центра подаваемый воздух расходится в нескольких направлениях и таким образом будет иметь большую площадь поперечного сечения и, следовательно, меньшую скорость, что снижает опасность возникновения сквозняка. В частности, установлено, что особенно целесообразно иметь устройство, в котором боковым сторонам выступов вдоль контактной части придают форму веера для управления направлением воздуха из устройства. В случае такой конструкции скорость воздуха будет относительно равномерной вдоль всего устройства. Альтернативой угловому расположению боковых краев является полный наклон всех выступов, когда желательно иметь наклоненные боковые края. Наибольшее преимущество этого альтернативного варианта заключается в том, что один и тот же тип выступа может быть использован вдоль всего устройства.
В альтернативном варианте осуществления устройства упомянутые средства состоят из углублений, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль контактных частей, при этом площадь отверстия сопел будет наибольшей, если край одной части канала находится в контакте с другой частью канала, где глубина углублений во второй части канала наибольшая, и наименьшей, если край второй части канала опирается со стороны углублений на первую часть канала. В случае этого решения воздух поступает в углубления одной части канала и вокруг края, смежного с контактными частями другой части канала. Предпочтительно, чтобы эти углубления имели одну область, проходящую под углом к плоскости части канала, с одним из краев области, выровненным с плоскостью части канала, и с противоположным краем области, отстоящим от плоскости части канала для возможности непрерывного регулирования площадей отверстий сопел.
Еще в одном альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения боковые стороны углублений, по меньшей мере, у концов контактной части расположены под углом по отношению к боковым сторонам углублений в центре контактной части для улучшенного управления направлением воздуха из устройства. Это означает, что можно управлять двухразмерным распространением воздуха, подаваемого из устройства. Когда все углубления расположены параллельно, поток воздуха из устройства вследствие подсасывания будет собран в виде воздушного потока, имеющего небольшую площадь поперечного сечения и, следовательно, высокую скорость, что в наихудшем случае может вызвать сквозняк в месте пребывания людей, то есть после того как воздух покидает заслонку. Посредством углового расположения боковых сторон углублений у концов устройства снаружи от центра отрицательного эффекта подсасывания можно избежать, и распространение подаваемого воздуха будет происходить в нескольких направлениях, при этом будет получена большая площадь поперечного сечения и, следовательно, меньшая скорость, что снижает опасность возникновения сквозняка в месте пребывания людей. Как установлено, особенно целесообразно иметь устройство, в котором боковым сторонам углублений вдоль контактной части придают форму веера для управления направлением воздуха из устройства. В случае такой конструкции скорость воздуха после покидания заслонки будет относительно равномерной вдоль всего устройства.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна из частей канала имеет у сопел рифления для улучшенного управления направлением воздуха из устройства. На практике почти никогда не требуется, чтобы сопла были полностью закрыты, причем в случае рифлений получают несколько более закругленные сопла. Такие закругленные сопла имеют несколько меньшую угловую площадь поперечного сечения, что дополнительно способствует снижению потерь при переходе от статического давления к динамическому давлению. Точно так же, как и в случае выступов и углублений в одной части канала, можно таким же образом расположить рифления под углом в другой части канала, чтобы распределять подаваемый воздух, причем наиболее предпочтительно в виде веера. Выражение «форма веера» в этом тексте означает, что вдоль контактных частей происходит постепенное изменение угла.
В альтернативном варианте осуществления конструкции, по меньшей мере, одна часть канала имеет вырезы, смежные с контактными частями, для улучшения управления направлением воздуха из устройства. В качестве альтернативы рифлениям в этом случае, например, могут быть выполнены полукруглые части, получаемые посредством перфорирования края одной из частей канала для закругления поперечного сечения сопел. Такие вырезы преимущественно могут быть асимметричными вдоль контактных частей, чтобы, например, дополнительно улучшить управление направлением воздуха из устройства.
Еще в одном предпочтительном варианте осуществления конструкции согласно настоящему изобретению устройство можно регулировать таким образом, что расположение частей канала относительно друг друга может быть изменено вдоль контактной части для обеспечения возможности регулирования для получения различных скоростей потока воздуха из устройства вдоль этого устройства. Таким образом, скорость потока воздуха может быть изменена вдоль контактной части, что может оказаться выгодным в некоторых случаях использования устройства, например в пространствах, которые имеют неправильную форму, либо если невозможно совершенно свободно выбрать место расположения устройства и, следовательно, требуется регулирование скорости воздушного потока.
Еще в одном альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения имеется элемент с обеспечением подвижности, расположенный между частями канала, смежными с контактными частями, для возможности регулирования размера отверстий.
Еще в одном альтернативном варианте осуществления изобретения части канала имеют возможность перемещения в боковом направлении относительно друг друга. При этом размер отверстий можно регулировать, поскольку рифления или вырезы сами по себе будут расположены поверх выступов, когда части канала перемещают в боковом направлении относительно друг друга с уменьшением при этом площади отверстий между частями канала.
Ниже изобретение будет дополнительно описано посредством варианта осуществления конструкции со ссылками на прилагаемые фигуры.
На фиг.1 представлен разнесенный вид в перспективе устройства согласно настоящему изобретению.
На фиг.2а представлен частичный вид в поперечном сечении устройства согласно настоящему изобретению с частями канала в первом положении.
На фиг.2b представлен увеличенный вид части В, указанной на фиг.2а.
На фиг.3а представлен частичный вид в поперечном сечении устройства согласно настоящему изобретению с частями канала во втором положении.
На фиг.3b представлен увеличенный вид части В, указанной на фиг.3а.
На фиг.4а и 4b представлена часть контактной части в варианте конструкции устройства, находящаяся между двумя частями канала соответственно в первом и втором положениях.
На фиг.4с и 4d представлена часть контактной части в альтернативном варианте конструкции устройства, находящаяся между двумя частями канала соответственно в первом и втором положениях.
На фиг.5а и 5b представлена часть контактной части в альтернативном варианте конструкции устройства, находящаяся между двумя частями канала соответственно в первом и втором положениях.
На фиг.5с и 5d представлена часть контактной части еще в одном альтернативном варианте конструкции устройства, находящаяся между двумя частями канала соответственно в первом и втором положениях.
На фиг.5е представлен еще один альтернативный вариант конструкции устройства в полностью открытом положении.
На фиг.6 представлена картина распространения воздуха, параллельно текущего из устройства для подачи воздуха.
На фиг.7 представлена картина распространения воздуха, когда распространение происходит в форме веера с помощью средства, смежного с контактной частью устройства.
На фиг.8а и 8b в поперечном сечении представлена контактная часть альтернативного варианта конструкции устройства, находящаяся между двумя частями канала соответственно в первом и втором положениях.
На фиг.9а и 9b в поперечном сечении представлен еще один альтернативный вариант конструкции устройства согласно настоящему изобретению со скользящим элементом между частями канала соответственно в первом и втором положениях.
Устройство согласно фиг.1 содержит две части 1 и 2 канала и две батареи 3 с охлаждающими змеевиками, которые представляют собой некоторые из частей, включенных в охлаждающую заслонку согласно настоящему изобретению. Верхняя часть 1 канала содержит выступы 4, расположенные вдоль этой части 1 канала. На фиг.2а части согласно фиг.1 представлены в частичном поперечном сечении, когда части 1, 2 канала находятся в первом положении относительно друг друга, при этом части канала уплотнены по отношению друг к другу вблизи от контактных частей, то есть площади отверстий сопел минимальны. На фиг.2b представлен увеличенный вид части В, указанной на фиг.2а. Площади отверстий сопел будут наибольшими в положении, показанном на фиг.3а, когда нижняя часть 2 канала перемещена вверх. В этом положении края нижней части 2 канала опираются на верхнюю часть выступов 4, см. фиг.3b, которая представляет собой увеличение части В, указанной на фиг.3а, и воздух, когда устройство находится в действии, может течь между выступами 4. Кроме того, нижнюю часть 2 канала можно непрерывно перемещать между этими двумя положениями, обеспечивая таким образом непрерывное изменение площадей отверстий сопел. При использовании устройства воздух подают, по меньшей мере, с одного конца канала 8 и затем он течет между двумя частями 1, 2 канала, как указано стрелками 9. Воздух течет и вытекает между выступами 4 так, как указано стрелкой 10 на фиг.3b. Вследствие подсасывания происходит вытяжка воздуха из помещения через батареи 3 с охлаждающими змеевиками, см. стрелки 11 на фиг.3а, при этом охлажденный воздух помещения перемешивается с воздухом из охлаждающей заслонки и будет подан в помещение, см. стрелки 12 на фиг.3а.
На фиг.4а и 4b в перспективе представлена часть устройства согласно фигурам 2 и 3. Из фиг.4b понятно, как воздух вытекает из сопел.
Соответственно, на фиг.4с и 4d показано, как происходит течение воздуха в варианте конструкции с углублениями 7 вместо выступов, используемых в варианте конструкции согласно фиг.4а и 4b.
На фиг.5а и 5b представлена та же самая часть устройства, что и на фиг.4а и 4b, с той разницей, что нижняя часть 2 канала в этом случае вблизи от контактных частей имеет рифления 5 между выступами верхней части 1 канала. Как упомянуто выше, это содействует обеспечению еще более плавного перехода от статического давления к динамическому давлению и, следовательно, лучшему использованию давления. Другой возможный вариант заключается в перемещении одной из частей канала в боковом направлении, то есть так, чтобы рифления 5 сами по себе были расположены поверх выступов 4, тем самым регулируя скорость потока воздуха.
На фиг.5с и 5d представлен альтернативный вариант осуществления конструкции, соответствующий фиг.5а и 5b, где рифления заменены на вырезы 13. Вырезы 13, как показано на фиг.5с и 5d, могут быть асимметричными для обеспечения улучшенного управления воздухом, выходящим из устройства. Другая задача заключается в том, чтобы подобно конструкции с рифлениями обеспечить более плавный переход воздуха, когда он выходит из заслонки. Кроме того, на фиг.5е представлен вариант осуществления конструкции, альтернативный по отношению к варианту, показанному на фиг.5с и 5d. В данном случае различие состоит в том, что выступы несколько повернуты по отношению друг к другу (сравн. с веерообразной формой) для обеспечения большей возможности направления воздуха из устройства.
На фиг.6 и 7 схематически представлена скорость воздуха вдоль устройства согласно настоящему изобретению в зависимости от конфигурации выступов. На фиг.6 все выступы расположены параллельно, что часто приводит к изменению скорости воздуха вдоль устройства, и вследствие подсасывания она будет максимальной в центре, поскольку воздух помещения способствует подсасыванию, что указано стрелками 14. Для уменьшения эффекта подсасывания приемлемо располагать выступы веерообразно согласно фиг.7. При этом получают более равномерный профиль скорости вдоль устройства и, следовательно, меньшую скорость воздуха.
На фиг.8а и 8b представлен альтернативный вариант осуществления изобретения, в котором нижняя часть канала расположена с возможностью скольжения вблизи от контактной части таким образом, что она может скользить по вертикали без изгиба, то есть контактная часть параллельна направлению скольжения.
На фиг.9а и 9b представлен другой альтернативный вариант осуществления изобретения. Элемент 6 имеет возможность скольжения вдоль контактной части между частями 1, 2 канала, при этом на фиг.9а элемент 6 показан в нижнем положении, при котором воздух не может уходить. На фиг.9b элемент 6 показан в верхнем положении, при котором воздух может выходить между выступами. Безусловно, можно регулировать размер отверстий посредством установки элемента 6 в положении между теми положениями, которые показаны на фиг.9а и 9b.
Понятно, что в объеме изобретения, который определен в прилагаемых пунктах формулы изобретения, могут быть разработаны многие модификации описанных выше вариантов осуществления конструкции.
Например, как описано выше со ссылками на фиг.1-3, расположенная по горизонтали батарея с охлаждающими змеевиками может заменить две представленные вертикально расположенные батареи. Следовательно, в случае такого решения и остальная часть конструкции также должна быть приспособлена к горизонтальной батарее с охлаждающими змеевиками.