ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ ШАХТА

Полезная модель относится к вентиляционной технике, а именно к вентиляционным шахтам естественной тяги для жилых зданий с теплым чердаком.
Известна вытяжная шахта, выполненная в виде короба прямоугольной формы. Стенки шахты изготовлены из плотного бетона или металлического каркаса, обшитого листами асбестоцемента (Русланов Г.В. и др. Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий: Проектирование. Справочник - К.: Будiвельник, 1983, рис.4.2, с.134).
Недостатком известного устройства, является его значительное аэродинамическое сопротивление.
Известно устройство для усиления тяги воздуха, содержащее скрепленные между собой радиальные перегородки, укрепленные на внешней поверхности оголовка (авт. свид. СССР №1788395, F 24 F 7/02, 1993).
Недостатком данного устройства является то, что оно работает только при наличии ветра.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является устройство для вентиляции с перемещением воздуха под действием естественной тяги, устанавливаемое на конце вытяжной трубы и выполненное в виде насадки, имеющий коническую и цилиндрическую части (авт. свид. СССР №139067, 1961), принято за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится то, что оно обладает значительным аэродинамическим сопротивлением.
Техническое решение полезной модели заключается в уменьшении аэродинамического сопротивления и повышении надежности работы вытяжной шахты.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что вентиляционная шахта, содержащая шахту прямоугольного сечения и насадок, установленный на конце шахты, отличающаяся тем, что насадок выполнен в виде диффузора прямоугольного сечения с углом раскрытия φ=6...10°, длиной , а на входе в шахту установлено кольцевое ребро с острыми кромками с размерами: ширина - 1,2D, высота - 0,25D, где D - ширина шахты.
При исследовании отличительных признаков описываемой шахты не выявлено каких-либо известных аналогичных решений, касающихся одновременного уменьшения аэродинамического сопротивления и увеличения силы тяги без использования энергии ветра, с целью повышения надежности работы вентиляционной шахты.
На чертежах представлена вентиляционная шахта: на фиг.1 - продольный разрез шахты; фиг.2 - установка кольцевого ребра.
Вентиляционная шахта, содержит шахту 1 прямоугольного сечения, оголовок 2 в виде прямоугольного диффузора и кольцевое ребро 3 с острыми кромками, установленное на внутренней поверхности покрытия здания с помощью креплений 4. Зазор между кольцевым ребром и покрытием заполнен асбестоцементным раствором 5.
Устройство работает следующим образом. Поток воздуха входит через кольцевое ребро в основной участок шахты, а затем, под действием естественной тяги выбрасывается через диффузор в атмосферу. Снижение аэродинамического сопротивления достигается тем что, при входе в образованный кольцевым ребром 3 расширенный участок поток отрывается от его поверхности, возникающий в срывной области вихрь способствует плавному, безотрывному втеканию газа в основной входной участок шахты
1. Насадок 2 значительно снижает потери давление на выходе из шахты. Увеличение высоты шахты за счет наращивания насадком увеличивает тягу.
Для максимального снижения аэродинамического сопротивления при входе воздушного потока в шахту размеры кольцевого ребра приняты ширина - 1,2D, высота - 0,25D, где D - ширина шахты, согласно опытам Ханжонкова [4].
1
2
Соотношение площадей выходного отверстия диффузора F и площади сечения шахты F=D принято равным 2, так как при этом достигается максимальное снижение аэродинамического сопротивления па выхлоп воздуха согласно диаграммам [5]. Угол раскрытия диффузора φ=6...10° принят исходя из эстетических требований, для уменьшения разницы между шириной шахты и диффузора. Длина диффузора определяется исходя из заданных геометрических размеров: ширины шахты и угла раскрытия диффузора
Пример конкретного выполнения.
Исходя из принятого соотношения  и равенства  определяется ширина насадка:
.
Отсюда длина диффузора при φ=7°:
.
Преимущество изобретения состоит в том, что стабильная работа вентиляционной шахты достигается путем частичной реконструкции шахты, что дает возможность использовать устройство для шахт находящихся в эксплуатации. Кроме того, увеличение тяги не зависит от наличия ветра.
Источники информации
1. Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий: Проектирование. Справочник / Г.В.Русланов, М.Я.Розкин, Э.Л.Ямпольский. - К.: Будiвельник, 1983. - 273 с.
2. Авторское свидетельство СССР №1788395, МПК F 24 F 7/02. А.П.Соловьев. Устройство для усиления тяги воздуха. БИ, №2, 1993.
33
3. Авторское свидетельство СССР №139067, класс 36d, 4. А.В.Пшеницын. Устройство для вентиляции помещения. БИ, №12, 1961.
4. Ханжонков В.И. Уменьшение аэродинамического сопротивления отверстий кольцевыми ребрами и уступами. - В кн.: Промышленная аэродинамика. М., Оборонгиз, 1959, с.181-196.
5. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М., Машиностроение», 1975. - 559 с.