PL242959B1 - Kratka wentylacyjna wywiewna z mechanizmem samoregulującym wydajność przepływu - Google Patents

Abstract

Kratka wywiewna z mechanizmem samoregulującym, wyposażona w korpus główny kratki zawierający część wewnętrzną, część zewnętrzną korpusu głównego kratki, ruchomą przepustnicę oraz sprężynę powrotną charakteryzuje się tym, że w kanale wlotowym (5a) wsunięty jest korpus przepustnicy z umocowaną w nim przepustnicą (2), przy czym przepustnica (2) ma wyprofilowaną górną powierzchnię. Korpus przepustnicy ma umieszczone po obu swych stronach prowadnice, zaś kanał wlotowy (5a) na swych wewnętrznych ściankach zawiera rowki (11) do umocowania na różnych poziomach prowadnic, umieszczonych na korpusie przepustnicy.

Description

Przedmiotem wynalazku jest kratka wentylacyjna wywiewna z mechanizmem samoregulującym - utrzymującym stałą zadaną wydajność, z możliwością zmiany wartości utrzymywanej wydajności, do zastosowania jako część instalacji centralnego systemu wentylacji w budownictwie mieszkaniowym.

Zadaniem stosowanych w budownictwie mieszkaniowym wywiewników jest regulacja wielkości strumienia powietrza wentylacyjnego oraz utrzymywanie go na zadanym poziomie. Przepływ przez wywiewnik jest spowodowany przez różnicę ciśnień pomiędzy pomieszczeniem wentylowanym a kanałem wentylacyjnym, do którego jest podłączony.

W stanie techniki znanych jest wiele wywiewników, aczkolwiek ze względu na potrzebę udoskonalenia jakości przepływu powietrza, efektywności wywiewników, a często również potrzebę udoskonalenia lub uproszczenia konstrukcji, poszukiwane są nowe rozwiązania.

W stanie techniki znany jest wywiewnik ścienny do zastosowania w systemie wentylacyjnym, opisany we wzorze użytkowym PL 70221, który składa się z pokrywy, podstawy z korpusem głównym, mechanizmu sterującego żaluzjami, wyposażonego w dźwignię oraz taśmę wykonaną z tworzywa sztucznego. W korpusie głównym usytuowane jest gniazdo, w którym mocowany jest uniwersalny mechanizm, składający się z korpusu napędu z zamocowanymi w nim przegubowo dźwigniami połączonymi z żaluzjami, oraz z sanek napędowych. Uniwersalny mechanizm wyposażony jest w dodatkową dźwignię do sterowania ręcznego lub w taśmę do sterowania automatycznego. Podstawa połączona jest z pokrywą za pomocą czterech tulei mocujących z zatrzaskami, tworząc tym samym wlot powietrza do wywiewnika w postaci obwodowej szczeliny.

Żaluzje mają kształt prostokątny, a w przekroju wzdłużnym są wygięte łukowo, i są zamocowane w podstawie za pośrednictwem dwóch par niezależnych od siebie łożysk, osadzonych w czterech gniazdach.

Uniwersalny mechanizm, wyposażony w taśmę do sterowania automatycznego, ma dodatkowo zamocowany mechanizm zabezpieczający, składający się ze sprężyny rozprężnej wraz ze śrubą oraz podkładką i nakrętką.

Powyższe rozwiązanie jest dość skomplikowane konstrukcyjnie, nie daje możliwości utrzymywania stałej zadanej wydajności przepływu, a ponadto wymaga ręcznego lub mechanicznego sterowania.

W stanie techniki znane jest też rozwiązanie produkowanej przez firmę Anjos Ventilation jednostopniowej automatycznej kratki wyciągowej stałego przepływu typu ALIZE AUTO, wyposażonej w kołnierz z gumową uszczelką umieszczany wewnątrz rury wentylacyjnej, w korpus kratki umieszczany na zewnątrz rury wentylacyjnej, wraz z wyjmowanym modułem sterującym w postaci przepustnicy regulacyjnej o płaskiej powierzchni, oraz w zdejmowaną żaluzję wymienną. Zastosowana przepustnica kontroluje ilość powietrza usuwanego przez wywiewnik przy różnicy ciśnień w instalacji wentylacyjnej 50-160 Pa. Kratka ta może być montowana w ścianach i w sufitach.

W powyższym rozwiązaniu regulacja przepływającego powietrza następuje wyłącznie poprzez przepustnicę, zatem regulacja ograniczona jest możliwościami przepustnicy. Ponadto, dzięki zastosowanemu korpusowi kratki, powietrze wpływa bezpośrednio do kratki wyciągowej.

Z opisu patentowego US 2015031280 znane jest urządzenie do regulacji przepływu powietrza w rurze, które składa się z tulei cylindrycznej z okrągłą sekcją, umożliwiającą osadzenie jej w rurze. Na zewnętrznej powierzchni tuleja ma umocowaną uszczelkę do zapewnienia uszczelnienia między tuleją a ścianami rury, zaś wewnątrz tuleja ma zamontowany kanał wewnętrzny wraz z ruchomą klapą, stanowiącą przepustnicę ograniczającą przepływ powietrza wchodzącego do wewnętrznego kanału.

Klapa jest zamontowana obrotowo w regulowanym elemencie kalibracyjnym, który z kolei jest zamontowany w wewnętrznym kanale. Położenie klapy jest sterowane dynamicznie przez przepływ powietrza krążący w wewnętrznym kanale. Im większy jest napływ powietrza, tym bardziej klapa uszczelnia wewnętrzny kanał w celu zmniejszenia przepływu powietrza przechodzącego w urządzeniu, tak aby był zasadniczo stały. Do klapy umocowana jest sprężyna powrotna.

Urządzenie zawiera ściankę uszczelniającą, rozciągającą się między elementem kalibrującym a wewnętrzną powierzchnią kanału, odpowiednią do zapobiegania przechodzeniu powietrza od strony kanału przeciwnej do sekcji kanału powietrznego.

Ściana uszczelniająca jest obrotowa względem rury pod działaniem ruchu elementu kalibrującego, a element kalibrujący zawiera ścianę przednią prostopadłą do osi wzdłużnej kanału, który w pierwszym położeniu elementu kalibrującego nie wystaje poza obwód kanału.

PL 242959 Β1

Mimo, iż opisane urządzenie daje dodatkową możliwość sterowania wysokości przepustnicy względem kanału, urządzenie to posiada skomplikowaną konstrukcję. Ponadto, ze względu na budowę i kształt poszczególnych elementów, urządzenie to nie daje możliwości pracy przy niskich ciśnieniach.

Stąd też poszukiwane są rozwiązania alternatywne, rozwiązujące problemy rozwiązań wcześniejszych.

Celem rozwiązania według wynalazku jest dostarczenie wywiewnika ściennego o prostej konstrukcji, który będzie utrzymywał wartość strumienia przepływającego powietrza wentylacyjnego na zadanym, według potrzeb poziomie, bez konieczności ręcznego lub mechanicznego sterowania.

Celem rozwiązania jest również dostarczenie wywiewnika ściennego o dużej efektywności oraz umożliwienie pracy wywiewnika przy niższych ciśnieniach.

Kratka wentylacyjna wywiewna z mechanizmem samoregulującym według wynalazku, wyposażona w korpus główny kratki zawierający:

• część wewnętrzną składającą się z króćca montażowego, która umieszczana jest w rurze wentylacyjnej i doszczelniana jest do rury wentylacyjnej za pomocą uszczelki, • część zewnętrzną korpusu głównego kratki, która umieszczana jest na zewnątrz otworu wentylacyjnego i zawiera kanał wlotowy, • ruchomą przepustnicę umieszczoną w korpusie przepustnicy, przy czym korpus przepustnicy umieszczony jest w korpusie głównym kratki, • sprężynę powrotną spowalniającą ugięcie przepustnicy w kierunku korpusu przepustnicy, charakteryzuje się tym, że w kanale wlotowym wsunięty jest korpus przepustnicy z umocowaną w nim przepustnicą, przy czym przepustnica ma wyprofilowaną górną powierzchnię.

Korzystnie kratka wentylacyjna wywiewna według wynalazku charakteryzuje się tym, że kanał wlotowy ma przekrój w kształcie kwadratu.

Korzystnie jest, gdy korpus przepustnicy ma umieszczone po obu swych stronach prowadnice, zaś kanał wlotowy na swych wewnętrznych ściankach zawiera rowki do umocowania na różnych poziomach prowadnic, umieszczonych na korpusie przepustnicy.

Korzystnie jest, gdy przepustnica zamocowana jest do korpusu przepustnicy na dwóch bolcach, przy czym korzystnie bolce są umieszczone w 2/7 długości przepustnicy patrząc od strony napływowej.

Korzystnie jest też, gdy na korpusie przepustnicy po obu stronach umieszczone są uchwyty zatrzaskowe blokujące możliwość wysunięcia korpusu przepustnicy z korpusu głównego.

Korzystnie jest również, gdy do zewnętrznej części korpusu głównego kratki, zamocowana jest pokrywa.

Rozwiązanie według wynalazku posiada wiele zalet. Dostarczona jest kratka wentylacyjna wywiewna z mechanizmem samoregulującym - utrzymującym stałą zadaną wydajność, z możliwością zmiany wartości utrzymywanej wydajności.

Powierzchnia napływu jest zwiększona, a jej kształt, wyznaczony doświadczalnie, minimalizuje zaburzenia przepływu, gwarantując stabilną regulację kratki.

Wykres zależności stopnia otwarcia przepustnic w zależności od ciśnienia

Dzięki specjalnie wyprofilowanemu kształtowi przepustnicy, otwarcie przepustnicy następuje przy niższym ciśnieniu niż dla skrzydełka płaskiego (skrzydełko płaskie traktujemy jako wyjściowe), natomiast dla wyższych ciśnień (wartości od około 70 Pa) stopień otwarcia jest już taki sam (wykres). Otwarcie przepustnicy przy niższym ciśnieniu jest korzystne ze względu na to, że kratka wentylacyjna dla niższych ciśnień zaczyna regulować przepływ - co z kolei umożliwia pracę całego systemu wentylacyjnego, w którego skład wchodzą kratki, przy niższych ciśnieniach, co z kolei jest rozwiązaniem korzystnym ze względu na niższe ciśnienia, mniejsze opory, mniejszy hałas, niższe obroty wentylatora, niższe koszty energii na pracę wentylatora.

Wyprofilowanie przepustnic jest korzystne ze względu na to, że zmiana stopnia otwarcia kratki od 25 do 60%, a co za tym idzie, zmiana wydajności, zachodzi dla większego zakresu ciśnienia, niż dla przepustnicy o profilu płaskim.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest też możliwość umieszczania korpusu przepustnicy, a tym samym przepustnicy na różnych poziomach. Dzięki temu umożliwiona jest dodatkowa regulacja przepływu powietrza. Unikalny sposób mocowania korpusu przepustnicy powoduje, że korpus przepustnicy można ustawić w różnych położeniach względem korpusu głównego kratki. Skutkuje to tym, że w zależności od ustawienia, otrzymuje się różne wartości powierzchni przepływowej, a tym samym różne wydajności. Zatrzaski blokujące korpus przepustnicy działają tak samo bez względu na ułożenie prowadnic w rowkach.

Dzięki zastosowaniu pokrywy powietrze nie wpada centralne do kratki wywiewnej.

Przedmiot wynalazku został pokazany w nieograniczonym przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1a przedstawia kratkę wywiewną w widoku od góry, fig. 1b przedstawia kratkę wywiewną w widoku od dołu, fig. 2 przedstawia kratkę wywiewną w widoku eksplodowanym z wyszczególnionymi jej poszczególnymi elementami, fig. 3a przedstawia korpus główny kratki wywiewnej w widoku aksonometrycznym od przodu, fig. 3b przedstawia korpus główny kratki wywiewnej w widoku aksonometrycznym od tyłu, fig. 4a przedstawia kratkę wywiewną w przekroju bocznym w dolnym położeniu korpusu przepustnicy, fig. 4b przedstawia kratkę wywiewną w przekroju bocznym w górnym położeniu korpusu przepustnicy, fig. 5a przedstawia korpus przepustnicy w widoku aksonometrycznym od góry, fig. 5b przedstawia korpus przepustnicy w widoku aksonometrycznym od dołu, fig. 6a przedstawia przepustnicę w widoku aksonometrycznym od góry, fig. 6b przedstawia przepustnicę w widoku aksonometrycznym od dołu, fig. 6c przedstawia przepustnicę w widoku z boku.

Kratka wentylacyjna wywiewna składa się z pokrywy 1, ruchomej przepustnicy 2 umieszczonej w przesuwnym korpusie przepustnicy 4 wraz ze sprężyną 3, korpusu głównego kratki 5 wraz z kanałem wlotowym 5a usytuowanym wewnątrz króćca montażowego 5b, na którym osadzona jest gumowa uszczelka 6.

Zainstalowana kratka wywiewna wyciąga z pomieszczenia powietrze poprzez szczelinę powstałą pomiędzy korpusem głównym kratki 5, a pokrywą 1. Strumień przepływającego przez kratkę powietrza regulowany/utrzymywany jest przez ruchomą przepustnicę 2 o wyprofilowanej powierzchni 2a, umieszczoną w przesuwnym korpusie przepustnicy 4.

Kształt przepustnicy 2 został opracowany doświadczalnie, w oparciu o teorię z zakresu aerodynamiki oraz przeprowadzone symulacje komputerowe. Kształtem „wyjściowym” wyprofilowanej powierzchni 2a przepustnicy 2 był profil płaski, a ze względu na to, że powietrze omywa tylko tę górną powierzchnię przepustnicy 2a, ta część została wyprofilowana, jak pokazano na fig. 6c, co spowodowało zwiększenie powierzchni napływowej powietrza o 50% w stosunku do profilu płaskiego.

Przepustnica 2 jest umocowana w przesuwnym korpusie przepustnicy 4 na dwóch bolcach 7, korzystnie usytuowanych w 2/7 długości przepustnicy 2, patrząc od strony napływowej.

Umocowanie na bolcach 7 umożliwia obrót przepustnicy 2 wokół osi A-A. Obrót/ruch przepustnicy 2 jest uzależniony od ciśnienia panującego przed przepustnicą 2 i w przestrzeni pod przepustnicą 2. Im większe ciśnienie w punkcie P tym przepustnica 2 bardziej przymyka otwór wlotowy w kratce.

Przepustnica 2 może obracać się wokoło osi A-A od pozycji maksymalnego otwarcia III do pozycji maksymalnego zamknięcia I. Stabilność regulacji otwarcia/zamknięcia przepustnicy 2 jest wspomagana sprężyną 3. Sprężyna 3 jest umieszczona z jednej strony w walcowym otworze 8, a z drugiej jest oparta na kotku 9 w przepustnicy 2.

Korpus przepustnicy 4 jest elementem, który może być zainstalowany w kilku położeniach, w zależności od pożądanej wydajności. Korpus przepustnicy 4 jest umocowany na specjalnych prowadnicach 10, umieszczonych po obu stronach korpusu głównego kratki 5, które należy umieścić w specjal nych rowkach montażowych 11 umieszczonych na bocznych ściankach kanału wlotowego 5a. W zależności od tego w którym rowku montażowym 11 zostanie umieszczona prowadnica 10, otwór przelotowy 12 będzie miał większy lub mniejszy rozmiar.

Umocowanie prowadnic 10 w rowkach 11 stabilizuje mocowanie kratki w kierunku X i Z. Dodatkowo uchwyt zatrzaskowy 13, blokuje ruch w kierunku Y.

Claims (6)

1. Kratka wentylacyjna wywiewna z mechanizmem samoregulującym, wyposażona w korpus główny kratki (5) zawierający:

• część wewnętrzną składającą się z króćca montażowego (5b), która umieszczana jest w rurze wentylacyjnej i doszczelniana jest do rury wentylacyjnej za pomocą uszczelki (6), • część zewnętrzną korpusu głównego kratki, która umieszczana jest na zewnątrz otworu wentylacyjnego i zawiera i kanał wlotowy (5a), • ruchomą przepustnicę (2) umieszczoną w korpusie przepustnicy (4), przy czym korpus przepustnicy umieszczony jest w korpusie głównym kratki (5), • sprężynę powrotną (3) spowalniającą ugięcie przepustnicy (2) w kierunku korpusu przepustnicy (4), znamienna tym, że w kanale wlotowym (5a) wsunięty jest korpus przepustnicy (4) z umocowaną w nim przepustnicą (2), przy czym przepustnica (2) ma wyprofilowaną górną powierzchnię (2a), jak pokazano na fig. 6c.

2. Kratka wentylacyjna wywiewna według zastrz. 1 znamienna tym, że kanał wlotowy (5a) ma przekrój w kształcie kwadratu.

3. Kratka wentylacyjna wywiewna według zastrz. 1-2 znamienna tym, że korpus przepustnicy (4) ma umieszczone po obu swych stronach prowadnice (10), zaś kanał wlotowy (5a) na swych wewnętrznych ściankach zawiera rowki (11) do umocowania na różnych poziomach prowadnic (10), umieszczonych na korpusie przepustnicy (4).

4. Kratka wentylacyjna wywiewna według zastrz. 1 znamienna tym, że przepustnica (2) zamocowana jest do korpusu przepustnicy (4) na dwóch bolcach (7), przy czym korzystnie bolce (7) są umieszczone w 2/7 długości przepustnicy (2) patrząc od strony napływowej (K).

5. Kratka wentylacyjna wywiewna według zastrz. 1-3 znamienna tym, że na korpusie przepustnicy (4) po obu stronach umieszczone są uchwyty zatrzaskowe (13) blokujące możliwość wysunięcia korpusu przepustnicy (4) z korpusu głównego (5).

6. Kratka wentylacyjna wywiewna według zastrz. 1-4 znamienna tym, że do zewnętrznej części korpusu głównego kratki (5), zamocowana jest pokrywa (1).