PL B1. PRZEDSIĘBIORSTWO USŁUGOWO- -PRODUKCYJNE I WDRAŻANIA POSTĘPU TECHNICZNEGO UNIWERSAL SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Katowice, PL

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F24F 7/02 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Wywietrzak hybrydowy (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 20/10 (73) Uprawniony z patentu: PRZEDSIĘBIORSTWO USŁUGOWO- -PRODUKCYJNE I WDRAŻANIA POSTĘPU TECHNICZNEGO UNIWERSAL SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Katowice, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/13 (72) Twórca(y) wynalazku: KRZYSZTOF NOWAK, Katowice, PL ANDRZEJ WAJSPRYCH, Bytom, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Maciej A. Klassek

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest wywietrzak hybrydowy, przeznaczony do wentylacji hal i pomieszczeń przemysłowych lub bytowych. Konstrukcja hybrydowych urządzeń wentylacyjnych polega na powiązaniu cech konstrukcyjnych stacjonarnego wywietrzaka grawitacyjnego z cechami geometrycznymi urządzenia wentylacji mechanicznej. Urządzeniem wentylacji mechanicznej jest w tym przypadku napędzany silnikiem elektrycznym wentylator promieniowy zabudowany w przestrzeni wewnętrznej wywietrznika grawitacyjnego. Praca wentylatora, a przez to - wydajność wentylacji może być sterowana układem automatycznej regulacji przy pomocy sygnału z czujnika, na przykład czujnika przepływu, temperatury lub wilgotności. Główną cechą użytkową hybrydowych urządzeń wentylacyjnych jest możliwość pracy w miejscu zainstalowania w sposób przemienny, zależnie od warunków, przy wyłączonym wentylatorze - jako stacjonarny wywietrznik grawitacyjny, a przy włączonym wentylatorze - jako urządzenie wentylacji mechanicznej. Dotychczas z materiałów informacyjnych francuskiej firmy AERECO znana jest konstrukcja stacjonarnej nasady wentylacyjnej typu VPB, która posiada obudowę w kształcie pionowego walca zakończonego od strony podstawy owiercowym kołnierzem służącym do mocowania urządzenia do wylotu instalacji wentylacyjnej, a z drugiej strony zakończonego głowicą wylotu powietrza w postaci cylindra z siatką ochronną na pobocznicy. Wewnątrz cylindrycznej obudowy osiowo zabudowany jest wentylatorowy układ wirujący oraz system kierownic. Wentylatorowy układ wirujący składa się z silnika oraz wirnika o przepływie merydionalnym, zabudowanego bezpośrednio na czopie wału silnika. Konstrukcja znanej nasady wentylacyjnej ogranicza jej zastosowanie do współpracy z przewodami wentylacji kanałowej. Nasada o tej konstrukcji w zasadzie spełnia kryteria nasad hybrydowych z zastrzeżeniem, że projektowana jest z przeznaczeniem do pracy ciągłej. Brak elementów profilowanych lub osłonowych, takich jak ekrany boczne w obrębie otworu wylotowego, które znane są z zastosowań przy konstrukcji wywietrzników i nasad stacjonarnych, a które na zasadzie tworzenia się zjawiska cienia aerodynamicznego, pod wpływem opływającego wiatru, na części obwodu czy powierzchni elementu profilowanego lub osłonowego wspomagają działanie nasady, co mogłoby mieć zastosowanie również przy działaniu omawianej nasady VBP przy zatrzymanym napędzie. Z materiałów informacyjnych firmy DARCO, Polska, znana jest również konstrukcja hybrydowego urządzenia wentylacyjnego typu Turbowent Hybrydowy w postaci nasady z wirującą głowicą, która wiruje pod wpływem naporu wiatru na jej łopatki, co powoduje powstawanie podciśnienia w króćcu wlotowym. W przypadku niskich prędkości wiatru pracę znanej nasady wspomaga silnik elektryczny napędzający wirującą głowicę czy wentylator. Zależnie od wielkości nasada ta może pracować jako zakończenie wentylacji kanałowej lub służyć do wentylacji hal i innych pomieszczeń. Z patentu nr znana jest konstrukcja wentylatora dachowego w którym obudowa wentylatora jest jednocześnie obudową wywietrznika stacjonarnego. Wentylator ten posiada mocowaną na przewodzie wentylacyjnym o średnicy wewnętrznej D pokrywę dolną w formie kołowo-symetrycznego pierścienia profilowego o przekroju poprzecznym zbliżonym do trójkąta prostokątnego, w którym pionowy bok przyprostokątny jest równoległy do ściany przewodu wentylacyjnego, a drugi odpowiada płaszczyźnie podstawy, natomiast trzeci bok zawiera przynajmniej w górnej części odcinek krzywej opisanej równaniem oraz zaokrągloną pokrywę górną w kształcie silnie spłaszczonego dzwonu, w osi której umieszczony jest silnik elektryczny, na którego wale osadzona jest tarcza wentylacyjna w kształcie odwróconego talerza o średnicy zewnętrznej d = (1,3-1,6) D i o wyraźnie wywiniętej ku dołowi krawędzi zewnętrznej, wyposażona w łopatki ograniczone od zewnątrz krawędzią zewnętrzną tarczy wentylacyjnej. Pokrywa dolna i pokrywa górna połączone są obwodowo siatką nośno-ochronną, natomiast od góry do pokrywy górnej przymocowana jest kopuła ochronna, a odległość pomiędzy dolną krawędzią łopatek a górną krawędzią pokrywy dolnej wynosi (0,3-0,6) D. Zabudowany w osi urządzenia wentylatorowy układ wirujący włączany jest przez układ sterowania po otrzymaniu sygnału z czujnika, na przykład czujnika przepływu, temperatury lub wilgotności przy zaniku działania wentylacji grawitacyjnej. Znane hybrydowe urządzenia wentylacyjne posiadają wspólny kanał wentylacyjny, którym transportowane jest powietrze zarówno wtedy, gdy urządzenie z wyłączonym wentylatorem pracuje jako stacjonarna nasada wentylacyjna, jak i gdy pracuje ono z włączonym wentylatorem jako nasada wentylacji mechanicznej.

3 PL B1 3 W wyniku prowadzonych prac rozwojowych stwierdzono, że strumień powietrza, wypływając z kanału wylotowego wentylatora i omywając specjalnie ukształtowaną głowicę, dwukanałowej obudowy wywietrzaka wywołuje ciąg ssący kołowo-symetrycznym, pierścieniowym kanale wentylacyjnym otaczającym środkowy kanał wentylacyjny, zwiększając w ten sposób efektywność wentylacji. Wywietrzak hybrydowy według wynalazku posiada kołowo-symetryczną obudowę, która zakończona jest od strony podstawy kołnierzem mocującym, a od góry posiadającą kołnierz do zamocowania wentylatora z silnikiem elektrycznym. Obudowa mieści dwa współosiowe kanały wentylacyjne, z których kanał wentylacyjny wewnętrzny ma postać odcinka rurowego o przekroju kołowym o średnicy d i długości h, i jest bezpośrednio połączony z kanałem wlotowym wywietrzaka, a zewnętrzny, pierścieniowy kanał wentylacyjny o średnicy D w części wylotowej zakończony jest wyprofilowaną głowicą w kształcie kołowo-symetrycznego wyprofilowanego konfuzora o średnicy wlotu Dgd, średnicy wylotu Dgw i wysokości hg. Wentylator posiada wyprofilowany kołowo-symetryczny kanał wylotowy o średnicy wewnętrznej Dw oraz średnicy zewnętrznej Dz. Odległość S od płaszczyzny poprzecznej wylotu pierścieniowego, zewnętrznego kanału wentylacyjnego obudowy wywietrzaka do płaszczyzny średnicy wewnętrznej Dw kanału wylotowego mieści się w zakresie 0,6 do 0,9 wysokości hg konfuzora. Natomiast średnica wewnętrzna kanału wylotowego Dw mieści się w zakresie 0,8 do 1,2 średnicy wylotu Dgw konfuzora, a średnica zewnętrzna kanału wylotowego Dz mieści się w zakresie 0,7 do 1,0 średnicy wlotu Dgd konfuzora. W celu polepszenia efektywności pracy wywietrzaka według wynalazku korzystnie, gdy wewnętrzny kanał wentylacyjny wystaje poniżej dolnej krawędzi obudowy tak, że po zamontowaniu wywietrzaka znajduje się poniżej powierzchni stropu. Zakończenie wewnętrznego kanału wentylacyjnego wywietrzaka od dołu okapem wpływa również korzystnie na efektywność wentylacji. W korzystnym przykładzie wykonania wywietrzak według wynalazku posiada układ automatycznej regulacji pracy silnika wentylatora połączony korzystnie z czujnikiem ciśnienia i/lub temperatury i/lub wilgotności. Dwukanałowa konstrukcja obudowy wywietrzaka umożliwia wymianę powietrza poprzez przepływ strumienia wylotowego przez wewnętrzny kanał wentylacyjny, jak i przez pierścieniowy, zewnętrzny kanał wentylacyjny. Strumień powietrza, wychodzący w wyniku działania wentylatora z wylotowego kanału wentylatora, omywa wylotową część obudowy wywietrzaka w kształcie specjalnie ukształtowanej głowicy, przez co pojawia się efekt aerodynamiczny wywołujący przepływ powietrza wentylacyjnego w zewnętrznym, pierścieniowym kanale obudowy wywietrzaka. Wpuszczona poniżej stropu wentylowanego pomieszczenia końcówka wewnętrznego kanału wentylacyjnego, dodatkowo zaopatrzona w okap, skutecznie wciąga górną warstwę wymienianego powietrza, a wlot pierścieniowego kanału wentylacyjnego dodatkowo skutecznie wciąga warstwę podstropową, zwiększając efektywność wentylacji. Wywietrzak hybrydowy według wynalazku przy wyłączonym wentylatorze działa jako dwukanałowa wentylacyjna nasada grawitacyjna, natomiast z włączonym wentylatorem pracuje jako dwukanałowa nasada wentylacji naturalnej i mechanicznej. Wywietrzak według wynalazku posiada zwartą konstrukcję i charakteryzuje się zmniejszonym zużyciem energii przy jednocześnie polepszonej efektywności wentylacji. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, którego Fig. 1 ukazuje wywietrzak według wynalazku w przekroju osiowym, a Fig. 2 ukazuje przekrój osiowy wywietrzaka według wynalazku z zaznaczonymi przepływami strumieni powietrza, a Fig. 3 pokazuje w przekroju pionowym przykładowe zamocowanie wywietrzaka według wynalazku na dachu budynku. Wywietrzak hybrydowy według wynalazku posiada kołowo-symetryczną obudowę (1), która zakończona jest od strony podstawy kołnierzem mocującym (2), a od góry posiada kołnierz mocujący (3) do mocowania wentylatora (5) napędzanego silnikiem elektrycznym (4). Obudowa (1) mieści dwa współosiowe kanały wentylacyjne, z których wewnętrzny kanał wentylacyjny (6) ma postać odcinka rurowego o przekroju kołowym o średnicy d i długości h, i jest bezpośrednio połączony z kanałem wlotowym wentylatora. Pierścieniowy, zewnętrzny kanał wentylacyjny (7) o średnicy D, w części wylo-

4 4 PL B1 towej zakończony jest wyprofilowaną głowicą w kształcie kołowo-symetrycznego wyprofilowanego konfuzora (8) o średnicy wlotu Dgd, średnicy wylotu Dgw i wysokości hg. Wentylator posiada wyprofilowany kołowo-symetryczny kanał wylotowy (9) o średnicy wewnętrznej Dw oraz średnicy zewnętrznej Dz. Odległość S od płaszczyzny poprzecznej wylotu pierścieniowego, zewnętrznego kanału wentylacyjnego (7) obudowy (1) wywietrzaka do płaszczyzny średnicy wewnętrznej Dw kanału wylotowego wentylatora (9) mieści się w zakresie 0,6 do 0,9 wysokości hg konfuzora (8). Natomiast średnica wewnętrzna Dw kanału wylotowego (9) wynosi 0,8 średnicy wylotu Dgw konfuzora (8), a średnica zewnętrzna Dz kanału wylotowego (9) wynosi 0,8 średnicy wlotu Dgd konfuzora (8). W przykładzie wykonania wynalazku pokazanym na Fig. 3 rysunku wywietrzak zabudowany jest na cokole (11) wystającym ponad powierzchnię dachu, a wewnętrzny kanał wentylacyjny (6) wystaje poniżej dolnej krawędzi obudowy (1) tak, że po zamontowaniu wywietrzaka jego wlot znajduje się poniżej powierzchni stropu (12) wentylowanego pomieszczenia. Wewnętrzny kanał wentylacyjny (6) wywietrzaka zakończony jest od dołu okapem (10). Wywietrzak według wynalazku posiada układ automatycznej regulacji pracy silnika wentylatora sprzężony z czujnikami ciśnienia, temperatury i wilgotności. Zastrzeżenia patentowe 1. Wywietrzak hybrydowy, posiadający kołowo-symetryczną obudowę mieszczącą kanał wentylacyjny, zakończoną od strony podstawy kołnierzem mocującym, a od góry posiadającą kołnierz do zamocowania wentylatora z silnikiem elektrycznym, znamienny tym, że obudowa mieści dwa współosiowe kanały wentylacyjne (6, 7), z których wewnętrzny kanał wentylacyjny (6) ma postać odcinka rurowego o przekroju kołowym o średnicy (d) i długości (h), i jest bezpośrednio połączony z kanałem wlotowym wentylatora, a pierścieniowy, zewnętrzny kanał wentylacyjny (7) o średnicy (D) w części wylotowej zakończony jest wyprofilowaną głowicą w kształcie kołowo-symetrycznego wyprofilowanego konfuzora (8) o średnicy wlotu (Dgd), średnicy wylotu (Dgw) i wysokości (hg), przy czym odległość (S) od płaszczyzny poprzecznej wylotu pierścieniowego zewnętrznego kanału wentylacyjnego (7) obudowy (1) wywietrzaka do płaszczyzny średnicy wewnętrznej (Dw) kanału wylotowego (9) mieści się w zakresie 0,6 do 0,9 wysokości (hg) konfuzora (8), natomiast średnica wewnętrzna (Dw) kanału wylotowego (9) mieści się w zakresie 0,8 do 1,2 średnicy (Dgw) wylotu konfuzora (8), a średnica zewnętrzna (Dz) kanału wylotowego (9) mieści się w zakresie 0,7 do 1,0 średnicy wlotu (Dgd) konfuzora (8). 2. Wywietrzak według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnętrzny kanał wentylacyjny (6) wystaje poniżej dolnej krawędzi obudowy (1) tak, że po zamontowaniu wywietrzaka wlot wewnętrznego kanału wentylacyjnego (6) znajduje się poniżej powierzchni stropu (12). 3. Wywietrzak według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienny tym, że wewnętrzny kanał wentylacyjny (6) zakończony jest od dołu okapem (10). 4. Wywietrzak według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada układ automatycznej regulacji pracy silnika (4) wentylatora (5). 5. Wywietrzak według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada czujnik ciśnienia i/lub temperatury i/lub wilgotności, połączony z układem automatycznej regulacji silnika (4) wentylatora (5).

5 PL B1 5 Rysunki

6 6 PL B1

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)