DK179134B1 - Ventilatorkonstruktion omfattende diffuserenhed, ophæng til motor samt spjæld - Google Patents

Abstract

En ventilatorkonstruktion omfattende en diffuserenhed og ophæng tilegnet en ventilators motor anvendelig til bl.a. ventilatorer til ventilation af stalde. Energitab, som findes i kendt teknik for vægventilatorer, til omgivelsernes luft undgås ved brug af en udformning af opsætningen, der optimerer luftens bevægelse gennem ventilatoren under drift.

Description

Ventilatorkonstruktion omfattende diffuserenhed. ophæng til motor samt spjæld

Opfindelsen angår en ventilatorkonstruktion omfattende en indgangsåbning, et rørstykke, en udgangsåbning, et motorophæng til en motor påsat vingeblade, en diffuserog et spjæld. Ventilatorkonstruktionerne er anvendelige til ventilation af stalde.

Indledning.

En dyrebesætning skal for at kunne trives optimalt have frisk luft med den rette temperatur.

Et velkendt princip til sådan ventilation af dyrehold er lavtryksventilation (Low Pressure Ventilation, LPV). Systemet fungerer ved, at luften trækkes ind gennem passive friskluftsventiler placeret eksempelvis som vægventiler i siden af stalden. Luften trækkes ud af stalden ved hjælp af aktive udsugningsventilatorer placeret fordelt i staldrummet.

En anden teknik er tunnelventilation, hvor luften trækkes ind gennem store åbninger i væggene i den ene ende af stalden og trækkes ud gennem store aktive udsugningsenheder placeret i den modstående gavl. Systemet er dyrt i såvel anskaffelse som drift.

Kendt teknik på området til ventilation af store bygninger såsom staldbygninger er beskrevet i f.eks. EP2427954B1.

Det er kendt fra EP2427954B1, at ophænget for en ventilators motor kan placeres, så motoren er placeret centralt bag ved vingebladenes montering på en centerakse, der er drejeligt montoret på en hovedstøtte på motoren. Herved opnås det, at motoren bevirker mindre modstand mod luften, der suges igennem af motorens vingeblade, end hvis motoren var placeret væk fra centeret.

Det er også kendt at benytte en konisk udformet udgang for luften fra en udsugningsventilator som f.eks. som angivet i Fig. 1 i WO 9641520A1 . WO 96/41520A1 beskriver en ventilatorkonstruktion i loftet på en dyrestald. Formålet med opfindelsen er at skaffe en ikke for varm ventilation, som tillige ikke bevirker træk på dyrene i stalden. En ventilator i loftet suger luft ud i det fri, mens diffusere et stykke fra ventilatoren også i loftet suger ny luft ind i en stald. Diffuserne er specielle huller i loftet, hvor luft diffunderer igennem, heraf benævnelsen diffusere, Der er tillige ventiler i siderne af stalden, hvorigennem yderligere luftindtag kan ske. Et styresystem regulerer ventilatorblæserens omdrejningshastighed, og hvorvidt ventilerne skal være åbne eller lukkede, så den resulterende luftblanding fra indsuget ny luft og opstigende varm luft fra dyrenes kroppe ikke bevirker træk og har en passende temperatur.

Fig. 1 viser en udgangsåbning fra ventilatoren, der er udformet som en keglestub, og som kan opfattes som en simpel egentlig diffuser. En motor driver ventilatoren, men er ikke yderligere beskrevet. Ventilatoren og dennes motor sidder et sted i eller ved indsugningen i loftet.

Yderligere er det kendt fra W02005061078 A1 for en diffuser i udgangsåbningen at benytte en dobbeltkrum krumningsradius, som stiger ud mod det fri, for at hindre tilbageløb af f.eks. vand på ydersiden af ventilationskanalen.

Ulempen ved den kendte teknik er, at det har ikke været studeret, om der kan vindes yderligere ydeeevne af en ventilator, hvis en ventilatorkonstruktion har en anden udformning i stedet for de kendte.

Det er derfor to formål med opfindelsen nemlig at anvise en ventilatorkonstruktion, som bevirker, at ventilatoren bliver mere økonomisk i drift, end hvis ventilatoren sad i en konstruktion, der sædvanligvis anvendes til ventilatorer, og at anvise en ventilatorkonstruktion, som er mere stabil i drift.

Opfindelsens formål tilgodeses ved at benytte en ventilatorkonstruktion ifølge krav 1.

En hydrodynamisk optimalt udformet og således mere driftsøkonomisk ventilatorkonstruktion har en udgangsåbning i form afen diffuser for at skaffe lave hastigheder ved udgangen til det fri. Herved sænkes lufttrykket på ventilatorvingens blade på grund af lavere lufthastighed tilbage i systemet. Det kan også opfattes som et relativt sug i retning ud mod det fri.

Det er bedst, at diffuseren har en dobbeltkrum udformning, som bevirker, at udblæsningen bliver en relativ lineær luftstrøm, således at turbulens er minimal, hvorved energitab hertil minimeres. Krumningsradius er stigende dvs. jo længere væk fra ventilatorvingen i retning mod det fri desto større krumning. Ventilatorens diffuser adskiller sig fra krumningen af diffusere ifølge kendt teknik, idet den indvendige overflade buer ikke udad, men indad, Herved opnås en endnu mere relativ laminar strømning afog samtidigt sug fra luften ud mod det fri. Det giver den højeste effekt af ventilatoren.

En anden foretrukken udførelsesform for en ventilatorkonstruktion som i krav 2 omfatter yderligere et særligt motorophæng . Ved hjælp af motorophænget kan man placere en motor centralt bag vingebladene, der er monteret på en centerakse drejeligt monteret på en hovedstøtte til motoren. Herved formindskes luftmodstanden i forhold til, hvis moteren var placeret decentralt i luftstrømmen. Hovedstøtten til motorophænget har en udformning, hvor antallet af arme i f.eks. et kryds er forskelligt fra antallet af blade på vingen på ventilatoren samt, at de aldrig er parallelle. Ved dette undgås resonans, som ellers ville kunne opstå, og som ville bevirke et energitab til ophænget af motoren. Det betyder også, at ophænget bliver mere stabilt.

Ventilatorkonstruktionen med det særlige motorophæng ifølge krav 2 er særlig egnet til gavlventilatorer, der benyttes til udsugning især i varme lande i stalde, hvor der benyttes tunnelventilation.

En anden foretrukken udførelsesform som i krav 3 er, hvor ventilatorkonstruktion har en motor monteret i motorophænget, og på hvilken motor de nævnte vingeblade er påmonteret.

Desuden foretrækkes det, at diffuseren ha en krum fals, som et butterflyspjæld med en krum, aerodynamisk kant kan ligge tæt an til, når ventilatoren er stoppet. Åbne/lukke mekanismen til butterflyspjældet kan være en slyngkobling eller et simpelt snoretræk. Materialerne skal blot være vejrbestandige og solide. Den valgte løsning skal også være nem at montere og ikke kræve megen vedligeholdelse.

Andre foretrukne udførelsesformer er ifølge krav 4 , hvor en ventilatorkonstruktion yderligere omfatter et butterflyspjæld og en ledmekanisme, hvor enderne kan rotere frit i forhold til hinanden, til åbning og lukning af spjældet og ifølge krav 5, hvor ventilatorkonstruktionens ledmekanisme omfatter et gaffelled.

Krav 6 angår anvendelsen afen ventilatorkonstruktion ifølge opfindelsen.

De store emner, indgangsåbning, rørstykke, udgangsåbning og diffuser, kan fremstilles i fire dele. De mindre emner kan være fordelagtige af hensyn til logistikken ved transport.

Figurer.

Opfindelsen skal herefter nærmere forklares under henvisning til figurerne, hvor

Fig. 1 viser en ventilatorkonstruktion med monteret ventilator ifølge opfindelsen.

Fig. 2 viser et lodret snit gennem en del af ventilatorkonstruktionen.

Fig. 3 viser en spjældmotor med en ledmekanisme forankret til et butterflyspjæld.

Figur 1 viseren 3D visualisering af den principielle opbygning afen ventilatorkonstruktion (1) ifølge opfindelsen. Den består overordnet set af en indløbsflange (2), et rørstykke (3), et butterflyspjæld (4) samt en diffuser (5), som har en indvendig overflade, der buer indad. På figuren er der også vist en motor (6), som er monteret i ventilatorkonstruktionens motorophæng (7) , samt en ventilatorvinge (8), der har 3 blade.

Indløbsflangen (2) er som vist delt i fire dele af hensyn til logistik og transport til end-user. Det samme gælder for rørstykket (3) og diffuseren (5).

Indløbsflangen (2) og rørstykket (3) er udformet til at kunne samles og monteres i et passende hul i en væg/gavl. Dette hul kan være rundt eller firkantet afhængigt af bygningskonstruktionen. Hullet skal passe til rørstykket, som skal være i hullet. Flangen er udformet til at lægge an mod væggen/gavlen og til fastgørelse i væggen/gavlen.

Motoren (6) er placeret centreret og er direkte koblet på ventilatorvingen (8) . Motoren (6) giver således mindst mulig modstand i forhold til luften. Herved opnås en mere energieffektiv løsning, da der heller ikke er tab til eksempelvis remtræk eller lignende, og produktet bliver samtidigt mere holdbart med mindre behov for vedligehold.

Motorophænget (7) er lavet i plast, og profilet af de fire ben er udformet aerodynamisk for at give et godt flow med minimal turbulens. Samtidigt er de fire ben vinklet således, at de aldrig vil være parallelle med ventilatorvingerne.

Herved reduceres støj og risikoen for egensvingninger. Det sidste er også søgt undergået, ved at antallet af vinger og ben er uens.

Fig. 2 viser i 3D et lodret snit gennem ventilatorkonstruktionen. Diffuseren (5) er udformet med en dobbeltkrum overflade (9) indvendigt, det vil sige den indre overflade buer indad, og således at udbredelsesvinklen i starten er lav og langsomt stiger mere og mere. Herved opnås en større effekt af diffuseren (5), end hvis den var udformet som en traditionel keglestubformet diffuser.

Diffuseren (5) har til formål at øge ydelsen ved, at der generes et kontrolleret tryktab, idet luften udvides på vejen gennem diffuseren (5), hvor diameteren langsomt bliver større. Derved opstår der en sugeeffekt, som gør, at der trækkes mere luft gennem ventilatoren. I midten er butterflyspjældet (4) vist i åben position. Spjældet (4) har til formål at lukke og tætne, således at der ikke trækkes luft ind i stalden, når en installeret ventilator ikke er i brug. Spjældet (4) lægger an mod en kant (10) rundt i ventilatorrøret (3), samt mod en lodret centerstolpe (11), som sidder ud for samlingen mellem de to halvdele af butterflyspjældet. Centerstolpen (11) har til formål at give stabilitet til spjældet (4), idet den afstiver, når undertrykket i stalden suger spjældet (4) indad. Samtidigt er der på midten af stolpen monteret en drejelig hængsling (12) af spjældet, som gør at spjældet (4) udover at være hængslet i top og bund, også er hængslet midtpå. Herved kan spjældet (4) heller ikke bevæge sig udad pga. vindpåvirkninger og trykpåvirkninger.

Spjældet (4) betjenes af en spjældmotor (13), der er monteret på centerstolpen (11). Herved ligger den placeret bagved navet på vingen (8), og forstyrrer dermed minimalt i luftstrømmen, samtidigt med at den også er placeret, således at den er tilgængelig fra staldsiden. Andre gavlventilatorer med tvangsstyret spjæld (4) har spjældmotoren (13) placeret udvendigt, således at man i servicesituationer skal ud og ind af stalden.

Fig. 3 viser selve spjældmotoren (13) i 3D. Den drives af en gearmotor. Denne kan dreje en kvart omgang, og bevægelsen overføres til spjældet (4) ved hjælp af en ledmekanisme. Spjældmotoren (13) drejer en vinkelformet aksel, således at en arm (14) bevæges. Denne henholdsvis trykker og trækker ved åbning og lukning af spjældet (4). Armen (14) er koblet på spjældet (4) ved et mellemstykke (15), der har et øje (16) i hver ende, som kan rotere frit i forhold til hinanden. Sammenkoblingen mellem dette mellemstykke (15) og armen (14), samt mellem mellemstykket (15) og spjældet (4) sker ved hjælp af et gaffelled (17) koblet til et øje på mellemstykket ved hjælp af en pal, mens basis af hvert gaffelled er drejeligt forbundet til henholdsvis armen (14) og spjældet (4). Ledmekanismen har således frihedsgrader i alle retninger, hvilket er essentielt i forhold til at kunne overføre kræfterne til spjældet (4).

Udvekslingen i ledmekanismen er lavet således, at gearmotorens vandring både skaber en forspænding på spjældet (4) i lukket og i åben position. Forspændingen bevirker, at vind- og trykpåvirkninger ikke umiddelbart kan flytte spjældpositionen. Ledmekanismen er symmetrisk omkring det lodrette symmetriplan i ventilatoren, således at spjældhalvdelene (4) vil åbnes synkroniseret og uden skævvridning. Spjældhalvdelene har recesser i materialet, så halvdelene passer ind i hinanden i samlet tilstand ved helt åbent spjæld. Herved vil de sammenfoldede spjældhalvdele samlet være næsten lige så stift og fylde lige så lidt i luftstrømmen som et udelt spjæld af samme størrelse.

Claims (6)

1. Ventilatorkonstruktion (1) med en indgangsåbning 2), et rørstykke (3), og en udgangsåbning ud til det fri tilegnet en ventilator omfattende en motor (6) påmonteret vingeblade (8) og ophængt i et motorophæng (7) i indgangsåbningen eller rørstykket (3), en diffuser (5), hvor diffuseren (5) har en dobbeltkrum udformning, og hvor diffuserens krumningsradius stiger ud mod det fri kendetegnet ved at diffuserens overflade buer indad (9).

2. Ventilatorkonstruktion ifølge krav 1hvor ventilatorkonstruktionen omfatter et motorophæng (7), der har en krydsformet udformning med motoren (6) i midten, og hvor antallet af arme (7) i krydset er forskelligt fra antallet af vinger (8)

3. Ventilatorkonstruktion ifølge krav 1 eller 2, hvor ventilatorkonstruktionen yderligere omfatter en motor (6) med påsatte vingeblade (8).

4. Ventilatorkonstruktion ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, hvor ventilatorkonstruktionen yderligere omfatter et spjæld (4) og en ledmekanisme med tilhørende motor (13), hvor ledmekanismen omfatter en arm (14) forankret til motoren (13) i den ene ende og ved hjælp af et bevægeligt led (17) er drejeligt forankret til den første ende af et mellemstykke (15), hvis ender kan rotere frit i forhold til hinanden, og hvis anden ende af mellemstykket er drejeligt forankret til spjældet ved hjælp at et andet bevægeligt led (16), hvorved kræfter fra motoren (13) på armen (14) kan overføres til spjældet (4), så enderne er bevægelige i alle retninger.

5. Ventilatorkonstruktion ifølge krav 4, hvor mellemstykkets (15) ender hver har et øje, og nævnte drejelige led udgøres af et gaffelled (17), som er forbundet til et af nævnte øjer (16), et i hver ende af mellemstykket (15), med en pal, der går gennem øjet (15) og lukker gaffelledet (17), og hvis basis er drejeligt forankret til armen (14) henholdsvis spjældet (4).

6. Anvendelse af en ventilatorkonstruktion ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5 til ventilation af stalde.