CS209024B1 - Zařízení pro přívod vzduchu pro větrání - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízenfpro přívod vzduchu pro ’ větrání, jimiž je třeba přivádět vzduch malou rychlostí, většinou menší než 1 m/s velkým průřezem a požaduje se při tom, aby rozdělení rychlosti v průřezu proudu vzduchu bylo co nejpřesněji dodrženo podle zadání. Většinou se žádá, aby rychlost proudění vzduchu byla v celém průřezu konstantní. Takových zařízení se používá např. pro větrání kabin pro stříkání nátěrových hmot, pro větrání galvanizoven, sálů a pod.

Požadovaného rovnoměrného rozdělení proudění vzduchu po celém průřezu např. stříkací kabiny se dosahuje u známých zařízení tím, že se celý průřez proudění přepaží v jednom místě děrovanou rozdělovači deskou; většinou se provádí z děrovaného plechu. Jestliže jsou otvory v rozdělovači desce stejné, jsou-li rozděleny pravidelně a je-li celkový průřez všech otvorů jen malou částí celého průřezu proudu vzduchu, pak jsou rychlosti proudění za rozdělovači deskou podstatně rovnoměrněji rozděleny než před ní. Přívod vzduchu k rozdělovači desce bývá obyčejně usměrněn vodícími plechy, aby se dosáhlo určité rovnoměrnosti proudění již před rozdělovači deskou. Přesto je proudění za rozdělovači deskou ještě značně , nerovnoměrné. To má za následek nepravidelné ‘ proudění a pomalé odsávání kabiny.

Dále jsou známa zařízení, u kterých jsou nad rozdělovači deskou uspořádány regulační krabice. Jsou to uzavřené prostory kvádrového tvaru, opatřené na přívodní straně talířovým ventilem, který je stavitelný, a na straně odtokové jsou uzavřeny příslušnou částí rozdělovači desky. Přivíráním ventilů se má dosáhnout stejného přívodu vzduchu do každé krabice. Seřízení je však velmi obtížné jednak proto, že malé rychlosti proudění se obtížně měří, jednak proto, že rychlosti vzduchu pod krabicí nejsou po celém průřezu krabice stejné. Ani při správném seřízení nedává toto uspořádání podstatně lepší výsledky, než uspořádání bez krabic. Byly proto činěny pokusy zrovnoměrnit proudění vzduchu uspořádáním dvou rozdělovačích desek za sebou. Nebylo však jimi dosaženo žádoucího účinku při nesprávně volené vzdálenosti obou desek. Aby i při ne zcela rovnoměrném přívodu vzduchu kabina dobře odsávala, je nutno volit dosti^: vysokou průměrnou rychlost proudění vzduchu kabinou. Při větší průměrné rychlosti proudění se pochopitelně zvětšuje i přiváděné a odsávané množství vzduchu. Tím stoupá spotřeba energie jak pro ventilátory, tak zejména pro ohřev přiváděného vzduchu, který je třeba navíc při vyšších rychlostech proudění ohřát na vyšší teplotu pro zajištění pohody prostředí pro pracující. U známých zařízení se požaduje ohřívat vzduch na teplotu 28 °C.

Nedostatky těchto známých zařízení v podstatě odstraňuje zařízení pro přívod vzduchu pro větrá- ní, obsahující nejméně dvě rozdělovači desky s pravidelně rozloženými otvory pro průchod \ vzduchu, z nichž každá přepažuje celý průřez i přiváděného vzduchu, podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že vzdálenost mezi rozdělovačům deskami je rovna nejméně 3-násobku, s výhodou 10- až 25-násobku maximální vzdálenosti sousedních otvorů v přední rozdělovači desce. Je i výhodné, je-li velikost součinitele škrcení každé rozdělovači desky číselně rovna nejméně poměru velikosti plochy rozdělovači desky v m² k množství přiváděného vzduchu v m³/s, s výhodou 3-násobku j až 8-násobku tohoto poměru. Označení přední ) rozdělovači deska je vztaženo ke směru proudění vzduchu.

Pri vhodné volbě děrování desek se tak dosáhne pri nezměněné tlakové ztrátě na obou deskách dohromady podstatně rovnoměrnějšího rozdělení proudění vzduchu po průřezu. Pro stejnou kvalitu větrání prostoru stačí proto menší množství přiváděného vzduchu a tím se dosáhne podstatného snížení spotřeby energie.

Příklad provedení vynálezu je vyznačen na připojeném obr. 1. Je na něm schematicky vyznačen řez stříkací kabinou svislou rovinou.

Vzduch pro větrání kabiny se přivádí od přívodního ventilátoru (na obr. nezakreslen) přes ohřívač (nezakreslen) a přívodem 1 k přední rozdělovači desce 2. Pro hrubé rozdělení vzduchu a jého usměrnění jsou do prostoru nad přední rozdělovači desku 2 vloženy vodící plechy 4. Pod přední rozdělovači desku 2 je zadní rozdělovači deska 3. j Obě rozdělovači desky jsou vodorovné a každá vyplňuje celý strop kabiny. Ze stříkacího prostoru kabiny 5, ohraničeného bočními stěnami 6, se vzduch odsává několika rošty 7 přes srážeče rozprachu 8 odváděcími kanály 9, do obvodu 10 a odtud k odsávacímu ventilátoru (nezakreslen).

Obě rozdělovači desky jsou stejného provedení a jsou v nich kruhové otvory uspořádané v pravidelné, např čtvercové síti. Pro funkci rozdělovačích desek je důležitý součinitel škrcení R. Je to poměr plochy celé rozdělovači desky k součtu průřezů všech otvorů v ní. Je-li průměrná rychlost proudění vzduchu ve stnkacím prostoru kabiny 5 rovna v, pak rychlost vzduchu procházejícího otvory v rozdělovači desce je R-krát větší. i

Vzduch, který proudí z otvorů v rozdělovači J desce, přisává okolní vzduch. Odsávaný vzduch se i doplňuje ze spodních částí. Mezi jednotlivými proudy vzduchu z otvorů proudí proto vzduch [ opačným směrem. Vzájemným třením protichůdných proudů vzduchu se rychle spotřebuje energie proudícího vzduchu a rychlost se sníží v celém průřezu téměř na rovnoměrnou, rovnou rychlosti i v. K tomuto vyrovnání rychlosti vzduchu je třeba J určité vzdálenosti, která je závislá především na vzdálenosti otvorů v rozdělovači desce, kterou vzduch právě prošel. Nejmenší vzdálenost, při níž j e možno proudění vzduchu považovat za dostateč- >

i ně rovnoměrné, je asi trojnásobek maximální I vzdálenosti sousedních otvorů v rozdělovači desce od níž vzduch přichází.

Maximální vzdálenost sousedních otvorů je rovna průměru maximálního kruhu, umístěného mezi ' otvory tak, že neobsahuje žádný otvor ani jeho I část. Příklad stanovení maximální vzdálenosti sousedních otvorů je naznačen na obr. 2 pro otvory rozmístěné v kosodélníkové části. Mezi otvory 11 je vložen kruh 12, který je zřejmě maximální s tou vlastností, aby neobsahoval ani část žádného oWoru. Průměr kruhu 12 je maximální vzdáleností sousedních otvorů při tomto rozložení otvorů.

Ve větší vzdálenosti od desky je rozdělení rychlosti rovnoměrnější, avšak od vzdálenosti rovné asi 25-násobku maximální vzdálenosti sousedί nich otvorů již rovnoměrnosti přibývá jen nepatrně.

Zadní rozdělovači deska 3 se proto umísťuje za | přední rozdělovači desku 2 nejméně do vzdálenosti i trojnásobné maximální vzdálenosti sousedních : otvprft v přední rozdělovači desce 2, s výhodou však do vzdálenosti rovné 10-násobku až 25-ná| aobku maximální vzdálenosti sousedních otvorů v přední rozdělovač? desce 2.

Z teoretických úvah plynou pro naznačené uspořádám tyto výsledky: Jestliže definujeme nerovnoměrnost pCbudění vzduchu jako poměr maxii mální rychlosti k rychlosti průměrné a označíme-Ii nerovnoměrnost proudění před vstupem do přední rozdělovači desky 2 jako Lj, nerovnoměrnost proudění před vstupem do zadní rozdělovači desky i 3 jako L2 a nerovnoměrnost proudění ve strikaám, í prostoru kabiny 5, jako L3, pak platí

Celková tlaková ztráta na obou rozdělovačích deskách je pak rovna přibližně ^ap’-5T^{r! ,Pa)}

Je-Η konkrétně např. y « 0,4 m/s

R = 7,07 L! = 10 pak ze vzorců plyne

Δρ == 10 Pa, L2 = 1,55, L₃ = 1,02

Tento výsledek znamená, že ve strikaám prostoru kabiny 5 je maximální rychlost teoreticky jen o 2 % větší než rychlost průměrná, a to při tlakové ztrátě na stropu asi 10 Pa.

Kdyby se místo naznačeného provedení uspořádala jen jedna rozdělovači deska se stejnou tlakovou ztrátou 10 Pa, bylo by R = 10 a rovnoměrnost proudění v kabině byla

L₂ = 1,41

Maximální rychlost proudění vzduchu v kabině by tedy byla o 41 % větší než maximální, což je asi o 20-krát více než při provedení se dvěma rozdělovačům deskami.

Kdyby naprdti tomu mělo být jednou rozdělovači deskou dosaženo stejné rovnoměrnosti proudění Lj = 1,02 jako při řešení s dvěma deskami, bylo by nutno volit R = 50 a pak by byla tlaková ztráta na : rozdělovači desce

Δρ — 500 Pa tedy 50-krát větší než při dvou rozdělovačích deskách.

Je zřejmé, že použití dvou rozdělovačích desek je velmi účinné. Účinnok je tak velká, že další zvyšování rovnoměrnosti proudění třetí rozdělovači deskou už většinou nepřináší výrazný technický ! a ekonomický efekt.

Aby bylo působení rozdělovačích desek dosta! tečně účinná a při tom nebyla tlaková ztráta při ; jejich průchodu příliš velká, je třeba volit součinitel Škrcení ve vhodných mezích. Součinitel škrcení : musí být u každé desky roven číselně nejméně j poměru velikosti plochy rozdělovači desky v m² í k množství vzduchu přiváděnému deskou v m³/s; nejvýhodnější volba součinitele škrcení je mezi 3-násobkem až 8-násobkem uvedeného

I poměru.

Provedení, naznačené na příkladu, může být podle potřeby pozměňováno.

Tak např, rozdělovači desky nemusí být opatře' ny pravidelně rozloženými otvory, ale mohou v nich být pravidelně rozložené štěrbiny.

Rozložení otvorů nebo štěrbin ani jejich velikos' ti nemusí být nutně rovnoměrné. Jestliže se žádá, aby v některé části průřezu byla rychlost proudění vyšší, pak se v této části zvětší buď velikost otvorů

Claims (2)

PŘEDMĚT

1. Zařízení pro přívod vzduchu pro větrání, obsahující nejméně dvě rozdělovači desky s pravidelně rozloženými otvory pro přívod vzduchu, z nichž každá přepažuje celý průřez přiváděného proudu vzduchu, vyznačující se tím, že vzdálenost mezi rozdělovacími deskami (2, 3) je rovna nejméně trojnásobku, s výhodou desetinásobku až dvacetipětinásobku maximální vzdálenosti otvorů v přední rozdělovači desce (2).

nebo jejich hustota, po případě obojí, a tóhejlépe ΐ stejně v obou rozdělovačích deskách. j

Z výrobních důvodů, ale i z důvodu nízké ztráty i tlaku při dané rovnoměrnosti proudění je výhodné, provést obě rozdělovači desky stejné. Jestliže však z nějakého důvodu je třeba provést každou rozdělovači desku jiným způsobem, je to možné.

Jjí-li u přední rozdělovači desky součinitel škrce- , ní roven R_t a u zadní rozdělovači desky R₂, pak nerovnoměrnost proudění vzduchu po průchodu oběma rozdělovacími deskami je taková jako po průchodu jednou deskou se součinitelem Škrcení

R = Rj . R₂ .Naproti tomu tlaková ztráta je taková jako po průchodu jednou deskou se součinitelem škrcení • R = ÝRi + Rl J ) Pro některá účely se žádá, aby proud přiváděnéhb vzduchu neměl stálý průřez, nýbrž aby se rozšiřoval. Toho je možno dosáhnout např. tím, že se vzduch nechá projít rozdělovači deskou, která není rovinná, ale tvoří např. část válce nebo koule, po případě má podle požadavků i jiný tvar. Vzduch vytéká z otvorů v rozdělovači desce v podstatě ve, í směru normály k povrchu rozdělovači desky a tento směr zachovává při svém dalším pohybu. Toho je možno využít při konstrukci tvaru rozdělovači desky. I zde je výhodné použití dvou rozdělovačích desek za sebou. Obě desky mohou mít pak tvar ekvídistantních ploch, např. částí soustředných válců. Pro zjednodušení výroby je někdy možno první rozdělovači desku vytvořit rovinnou a,teprve druhou tvarovat podle požadavků na rozšiřování proudu vzduchu.

Vynález je možno využít ve všech případech, kdy je třeba účinně odvětrávat uzavřené prostory, ale zejména pro provozy povrchových úprav.

VYNÁLEZU

2. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že velikost součinitele škrcení káždé rozdělovači desky (2,3) je číselně rovna nejméně poměru velikosti plochy rozdělovači desky v m² k množství přiváděného vzduchu v m³/s, s výhodou je rovna trojnásobku až osminásobku tohoto poměru.