Дефлектор
Изобретение относится к вентиляции и может быть использовано для естественной вытяжки в общественных и промышленных зданиях. Дефлектор содержит диффузор, обечайку и зонт-колпак, а также устройство поворота обечайки вокруг вертикальной оси под действием ветра на ее хвостовую часть, а сама обечайка установлена над диффузором и выполнена в виде вытянутой каплеобразной формы с вырезом параболической формы. Техническим результатом является уменьшение аэродинамического сопротивления обечайки, а также увеличение эжекционного эффекта. 3 ил.
Изобретение относится к вентиляции и может быть использовано для естественной вытяжки в общественных и промышленных зданиях.
Известно устройство вытяжной вентиляции, содержащее вытяжную шахту с установленным над последней на опорных элементах с возможностью поворота вокруг вертикальной оси зонтом с флюгером и ветроотбойным щитом, причем вершина зонта расположена на острие жестко закрепленного на шахте опорного стержня (авторское свидетельство SU 1128061 А, Н.Д. Юдина, В.Е. Тройнина, Н. А. Авдеева и М.В. Позднякова). Известное устройство вытяжной вентиляции имеет зазор в зонте и между зонтом и вытяжной шахтой настолько малых размеров, что удаляемый из вентилируемого помещения воздух встречает значительное сопротивление, а применение цилиндрической вытяжной шахты вместо диффузора также увеличивает коэффициент местного сопротивления дефлектора. В районах с холодной зимой при удалении теплого воздуха из помещений через щелевидное отверстие малого размера будет происходить конденсация влаги на кромках дефлектора с последующим намерзанием льда. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является дефлектор, содержащий диффузор с установленными над последним обечайкой, зонтом-колпаком и конусным щитком, подробно и вариантно разработанный ЦАГИ и ЦИТП (Типовые детали и конструкции зданий и сооружений. Серия 4.904-12. Зонты и дефлекторы вентиляционных систем. Рабочие чертежи. М., ЦИТП, 1967). Однако в известных дефлекторах ЦАГИ и ЦИТП обечайка является значительным местным сопротивлением для воздушного потока, удаляемого из помещений, а величина эжекционного эффекта ввиду непрерывной изменяемости направления и силы ветра и неподвижности конструкции дефлектора также непрерывно изменяется, что является нежелательным фактором при проектировании систем вентиляции. Целью изобретения является уменьшение аэродинамического сопротивления обечайки, а также увеличение эжекционного эффекта, используемого при естественной вытяжке. Поставленная цель достигается тем, что в дефлекторе, содержащем диффузор, обечайку и зонт-колпак, обечайка выполнена в виде вытянутой каплеобразной формы с выемкой параболической формы и установлена над диффузором на устройстве, обеспечивающем поворот обечайки вокруг вертикальной оси. При проведении поиска по патентной и научно-технической литературе не обнаружены дефлекторы с аналогичными конструктивными элементами. Следовательно, изобретение соответствует критерию "новизна". На фиг.1 изображен дефлектор, вид спереди, на фиг.2 - то же, вид сверху, на фиг.3 - то же, вид сбоку. Дефлектор содержит диффузор 1, обечайку 2 в виде вытянутой каплеобразной формы с выемкой параболической формы, зонт-колпак 3, а также устройство для поворота обечайки, состоящее в свою очередь из распорок 4, 5, 6, шарнира 7, ограничительной шайбы 8, жестко закрепленной на оси 9. Распорки 5, 6 жестко крепят к диффузору 1 ось 9, распорки 4 крепят обечайку 2 к шарниру 7. Распорки 5 крепятся к стальному кольцу 10, закрепленному на верхней кромке диффузора 1. Устойчивое положение обечайке 2 придает ограничительная шайба 8. В верхней части оси 9 имеется углубление, в котором располагается шарик 11, на который опирается зонт-колпак 3, жестко скрепленный распорками 12 с обечайкой 2. Шарнир 7 имеет цилиндрическую форму и представляет собой массивный стальной цилиндр с внутренней вставкой 13 из материала с малым коэффициентом трения и высокой износостойкостью (полиамид). Вся конструкция дефлектора крепится к оголовку вентиляционной шахты с помощью фланца 14. Дефлектор работает следующим образом. При возникновении ветровой нагрузки обечайка 2 поворачивается на опорных элементах, в результате чего хвостовая часть обечайки устанавливается с заветренной части диффузора 1. При обтекании дефлектора воздушным потоком создается эжекционный эффект, благодаря чему воздух удаляется из помещений через диффузор 1, верхнюю часть и вырез обечайки 2. Для уменьшения аэродинамического сопротивления потоку воздуха, удаляемого из помещений, в обечайке 2 предусмотрен вырез параболической формы, что дает наибольшую длину кромок обечайки. Кроме того, по сравнению с обечайкой цилиндрической формы у каплеобразной обечайки увеличивается зона возникновения отрывных течений, характеризуемых отрицательными значениями аэродинамических коэффициентов. Согласно уравнению Бернулли для потока воздуха, обтекающего дефлектор в горизонтальном направлении: Рст+Рд=соnst, где Pст - статическое давление в потоке, Па, Рд - динамическое давление в потоке, Па, равное где Vд - скорость потока воздуха, обтекающего дефлектор, м/с, - плотность воздуха, кг/м3. В соответствии с вышеприведенным уравнением скорость воздушного потока в хвостовой части обечайки меньше скорости в точке торможения потока, расположенной по оси симметрии обечайки со стороны ее цилиндрической части, что доказывает уменьшение аэродинамического сопротивления дефлектора. Сопротивление Р, преодолеваемое дефлектором в сети (эжекционный эффект), равно тяге, создаваемой ветром, за вычетом сопротивления самого дефлектора где К - аэродинамический коэффициент дефлектора, деф - коэффициент местного сопротивления дефлектора, Vдеф - скорость потока воздуха, выходящего из дефлектора, м/с. На основе приведенных формул видно, что при уменьшении сопротивления дефлектора эжекционный эффект возрастает. Указанные меры способствуют уменьшению аэродинамического сопротивления обечайки, увеличению разрежения, создаваемого на кромках обечайки, увеличивая эжекционный эффект. К достоинствам представленного дефлектора относятся независимость действия от направления ветра, малое аэродинамическое сопротивление сравнительно с обычными дефлекторами и с аналогами, а также исключение возможности опрокидывания тяги, что в совокупности дает более благоприятные условия для вытяжки удаляемого из помещений воздуха.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.06.2007
Извещение опубликовано: 20.06.2007 БИ: 17/2007