RU2737263C1

RU2737263C1 - Toroidal air distributor (tad)

Info

Publication number: RU2737263C1
Application number: RU2020113976A
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Коваленко
Original assignee: Владимир Викторович Коваленко
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2020-11-26

Abstract

FIELD: ventilation.SUBSTANCE: invention relates to ventilation and air conditioning equipment and can be used for distribution of supply air to premises for various purposes. Said result is achieved by the fact that in toroidal air distributor containing corrugated element connected to pair of opposite towards each other channels of identical shape and dimensions for air passage, restricted on the side of inlet of flow by end edges, and possibility of arrangement of inlet opening, and outlet opening with overlapping of the latter, and limiting the ends of each of the channels on the side of outlet of the flow by the edges of the outlet opening, wherein element is made in the form of hollow open corrugated toroidal structure (1) with central opening (2), opposed to inlet (3) and outlet (4) windows, arranged in wall of toroidal structure (1) with formation of pair of opposite to each other corrugated channels (5) of same shape and sizes for air passage, wherein channel (5) ends on the flow inlet side are limited by inlet window (3) edges, and channels (5) ends on the flow outlet side are limited by outlet window (4) edges, wherein the latter is covered by wall section of toroidal structure (1) on the side of central hole (2) or outlet opening (4) is covered by wall section of toroidal structure (1) on opposite side of convex side of toroidal structure (1).EFFECT: technical result of the invention is the creation of an embodiment of the design of the toroidal air distributor, having a simpler design and lower material capacity while ensuring high rate of attenuation of the flow rate of the supply jet.1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для раздачи приточного воздуха в помещения различного назначения.The proposed invention relates to ventilation and air conditioning technology and can be used to distribute supply air to rooms for various purposes.

Известным является воздухораспределитель, содержащий корпус в виде воздуховода с впускным и выпускным окнами, последнее из которых выполнено в виде продольной щели в основании корпуса, выполненный в виде пластины и перекрывающий щель экран, установленный с образованием между его продольными кромками и основанием оппозитных зазоров, в которых для равномерного распределения поступающего в них потока воздуха установлены выравнивающие сопротивления из волокнистого материала (Авторское свидетельство СССР №974052, МПК F24F 13/072, опубл. 15.11.82, Бюл. №42).Known is an air distributor containing a housing in the form of an air duct with inlet and outlet ports, the last of which is made in the form of a longitudinal slot in the base of the housing, a screen made in the form of a plate and overlapping the slot, installed with the formation of opposed gaps between its longitudinal edges and the base, in which for uniform distribution of the incoming air flow, equalizing resistances made of fibrous material are installed (USSR author's certificate No. 974052, IPC F24F 13/072, publ. 15.11.82, bull. No. 42).

Недостатком данного воздухораспределителя является низкая равномерность истекающих навстречу друг другу потоков, следствием чего является разное аэродинамическое сопротивление и отсутствие возможности обеспечения равных скоростей встречных потоков. В конечном итоге это приводит к низкой степени гашения скорости приточных струй. Кроме того, воздухораспределитель отличается сложностью конструкции и высокой материалоемкостью.The disadvantage of this air distributor is the low uniformity of the flows flowing towards each other, which results in different aerodynamic resistance and the inability to ensure equal velocities of counter flows. Ultimately, this leads to a low degree of damping of the speed of the supply jets. In addition, the air diffuser is distinguished by its complex design and high material consumption.

Прототипом предлагаемого воздухораспределителя может служить воздухораспределитель, содержащий корпус с впускным и выполненным в основании выпускным окнами, перекрывающий выпускное окно экран, причем экран и/или основание выполнены в виде пластины с гофрами и установлены друг относительно друга с образованием посредством упомянутых гофр, причем одинаково сориентированных при одновременном выполнении с ними экрана и основания, по меньшей мере, одной пары групп каналов для прохода воздуха, концы каждого из которых со стороны входа в них потока ограничены кромками экрана, а со стороны выхода - кромками выпускного окна, причем в каждой паре упомянутых групп каналу одной группы соответствует направленный ему навстречу канал другой, имеющий с ним, по существу, одинаковые форму и размеры (Патент РФ №2196277, МПК F24F 13/06, опубл. 10.01.2003 г.).The prototype of the proposed air distributor can serve as an air distributor containing a housing with inlet and outlet ports made at the base, a screen overlapping the outlet window, and the screen and / or base are made in the form of a plate with corrugations and are installed relative to each other with the formation by means of the said corrugations, and are equally oriented when simultaneous execution with them of the screen and the base of at least one pair of groups of channels for the passage of air, the ends of each of which from the side of the flow inlet are limited by the edges of the screen, and from the side of the outlet - by the edges of the outlet window, and in each pair of said groups the channel one group corresponds to a channel directed towards it of the other, which has essentially the same shape and size with it (RF Patent No. 2196277, IPC F24F 13/06, publ. 10.01.2003).

К недостаткам такого воздухораспределителя можно отнести низкую технологичность, обусловленную сложностью конструкции и высокой материалоемкостью. Кроме того устройство обладает недостаточно высокой интенсивностью затухания скорости приточной струи.The disadvantages of such an air distributor include low manufacturability due to the complexity of the design and high material consumption. In addition, the device does not have a sufficiently high damping rate of the supply jet velocity.

Технической задачей является создание варианта конструктивного исполнения тороидального воздухораспределителя, обладающего совокупностью технических преимуществ перед прототипом. Техническим результатом конструктивного исполнения предлагаемого изобретения является повышение технологичности путем упрощения конструкции и снижения материалоемкости при обеспечении высокой интенсивности затухания скорости приточной струи. Дополнительным техническим результатом является повышение интенсивности затухания скорости приточной струи.The technical task is to create a version of the design of the toroidal air distributor, which has a set of technical advantages over the prototype. The technical result of the design of the proposed invention is to improve manufacturability by simplifying the design and reducing the consumption of materials while ensuring a high intensity damping of the speed of the supply jet. An additional technical result is an increase in the intensity of the damping of the speed of the supply jet.

Повышение технологичности путем упрощения конструкции и снижения материалоемкости при обеспечении высокой интенсивности затухания скорости приточной струи в предложенном варианте конструктивного исполнения тороидального воздухораспределителя достигается тем, что в известном воздухораспределителе, содержащем гофрированный элемент, связанный с парой направленных навстречу друг другу каналов одинаковой формы и размеров для прохода воздуха, ограниченных со стороны входа в них потока концевыми кромками, и возможностью размещения впускного окна, и выпускного окна с перекрытием последнего, и ограничения концов каждого из каналов со стороны выхода из них потока кромками выпускного окна, отличающийся тем, что элемент выполнен в виде полой открытой гофрированной тороидальной конструкции с центральным отверстием, оппозитными впускным и выпускным окнами, расположенными в стенке тороидальной конструкции с образованием пары направленных навстречу друг другу гофрированных каналов одинаковой формы и размеров для прохода воздуха, причем концы каналов со стороны входа в них потока ограничены кромками впускного окна, а концы каналов со стороны выхода из них потока ограничены кромками выпускного окна, при этом последнее перекрыто участком стенки тороидальной конструкции со стороны центрального отверстия или выпускное окно перекрыто участком стенки тороидальной конструкции с противоположной наружной, выпуклой стороны тороидальной конструкции.Improving manufacturability by simplifying the design and reducing material consumption while ensuring a high attenuation rate of the supply jet in the proposed embodiment of the toroidal air distributor is achieved by the fact that in the known air distributor containing a corrugated element connected with a pair of oppositely directed channels of the same shape and size for air passage , limited from the side of the flow entrance to them by the end edges, and the possibility of placing an inlet window and an outlet window with overlap of the latter, and limiting the ends of each of the channels from the side of the flow exit by the edges of the outlet window, characterized in that the element is made in the form of a hollow open corrugated toroidal structure with a central hole, opposed inlet and outlet ports located in the wall of the toroidal structure with the formation of a pair of oppositely directed corrugated channels of the same shape and p dimensions for the passage of air, and the ends of the channels on the side of the flow entrance to them are limited by the edges of the inlet window, and the ends of the channels on the side of the flow out of them are limited by the edges of the outlet window, while the latter is covered by a section of the toroidal structure wall from the side of the central opening or the outlet window is blocked by a section walls of the toroidal structure on the opposite outer, convex side of the toroidal structure.

Повышение интенсивности затухания скорости приточной струи в тороидальном воздухораспределителе достигается тем, что гофры выполнены винтовой формы для закрутки в каналах встречных потоков воздуха в противоположных направлениях.An increase in the intensity of damping of the speed of the supply jet in the toroidal air distributor is achieved by the fact that the corrugations are made of a screw shape for swirling in the channels of counter air flows in opposite directions.

Сущность варианта конструктивного исполнения заявляемого технического решения поясняется чертежами: на фиг. 1 схематически изображен тороидальный гофрированный воздухораспределитель (общий вид); на фиг. 2 схематически изображен тороидальный воздухораспределитель с гофрами винтовой формы и выпускным окном, перекрытым участком стенки с наружной выпуклой стороны тороидальной конструкции (фрагмент).The essence of the embodiment of the proposed technical solution is illustrated by drawings: Fig. 1 schematically shows a toroidal corrugated air distributor (general view); in fig. 2 schematically shows a toroidal air diffuser with screw-shaped corrugations and an outlet window covered with a wall section on the outer convex side of the toroidal structure (fragment).

Предлагаемый воздухораспределитель включает полую открытую гофрированную тороидальную конструкцию 1 с центральным отверстием 2, впускное окно 3, выпускное окно 4 и каналы для прохода воздуха 5.The proposed air diffuser includes a hollow open corrugated toroidal structure 1 with a central opening 2, an inlet port 3, an outlet port 4 and channels for air passage 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The device operates as follows.

Воздух поступает в полость открытой гофрированной тороидальной конструкции 1 через впускное окно 3 (на фиг. 1), где происходит разделение потока па каналам 5, а на выходе из каналов 5 происходит столкновение потоков в зоне выпускного окна 4 и результирующий поток через выпускное окно 4 поступает в обслуживаемое помещение. В результате соударения встречных потоков происходит снижение кинетической энергии потоков и интенсивное затухание их скорости, которое сопровождается турбулизацией результирующей струи, образованной слиянием потоков. Наличие гофров винтовой формы (на фиг. 2) обеспечивает закрутку встречных потоков в противоположных направлениях перед их соударением, что приводит к более эффективной турбулизации и повышению интенсивности затухания скорости приточной струи за счет гашения кинетической энергии. При выполнении гофров винтовой формы для закрутки в каналах 5 встречных потоков воздуха в противоположных направлениях, потоки, соударяясь, расходуют энергию на удар и трение встречных потоков, что повышает интенсивность затухания скорости приточной струи.Air enters the cavity of the open corrugated toroidal structure 1 through the inlet window 3 (in Fig. 1), where the flow is divided into channels 5, and at the outlet of the channels 5, flows collide in the area of the outlet window 4 and the resulting flow enters through the outlet window 4 to the serviced premises. As a result of the collision of counter streams, the kinetic energy of the streams decreases and their velocity intensively decays, which is accompanied by turbulization of the resulting jet formed by the merging of streams. The presence of screw-shaped corrugations (in Fig. 2) provides swirling of counter flows in opposite directions before their collision, which leads to more efficient turbulence and an increase in the intensity of the decay of the velocity of the supply jet due to the damping of kinetic energy. When making corrugations of a helical shape for swirling in channels 5 of opposite air flows in opposite directions, the flows, colliding, consume energy for impact and friction of the counter flows, which increases the intensity of damping of the speed of the supply jet.

Claims

1. A toroidal air distributor containing a corrugated element associated with a pair of oppositely directed channels of the same shape and size for the passage of air, limited from the side of the flow inlet to them by end edges, and the possibility of placing an inlet port and an outlet port with overlapping the latter, and restrictions the ends of each of the channels from the side of the flow exit from them by the edges of the outlet window, characterized in that the element is made in the form of a hollow open corrugated toroidal structure with a central hole, opposed inlet and outlet windows located in the wall of the toroidal structure with the formation of a pair of oppositely directed corrugated channels of the same shape and size for the passage of air, and the ends of the channels from the side of the flow entrance to them are limited by the edges of the inlet window, and the ends of the channels from the side of the flow out of them are limited by the edges of the outlet window, while the latter is covered by a portion of the toroidal wall of the structure from the side of the central opening or the outlet window is covered by a section of the wall of the toroidal structure from the opposite outer, convex side of the toroidal structure.

2. A toroidal air distributor according to claim 1, characterized in that the corrugations are made of a screw shape for swirling in the channels of counter air flows in opposite directions.