专利名称:换气送风装置及换气送风系统的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种用于住宅、大厅、体育馆等的换气或送风的换气送风装置及换气送风系统。
以往技术中,作为利用诱导效果的换气送风装置,已经提出了把利用新鲜气体诱导效果来排出污染气体的结构和通过压缩新鲜气体形成高速喷射流以助长诱导效果、增大换气量的汾丘里管与节流孔组合起来利用附壁效应的换气装置。其中,作为描述前者的以往技术是例如日本特开昭60-218545号公报中所记载的装置,该装置具有利用新鲜气体的诱导效果来排出污染气体的结构。图59简要地示出了这种换气送风装置。
图中1是划分室内2与室外3的壁;4是处于室内2的产生污染空气5的区域;6是配置在区域4上方的护罩;7是穿过壁1并且其一端与护罩6相连的排气用通道;8是设置在室外3的送风机;9是一端与送风机8相连并且途中与排气通道7相连的送风用通道;10是外部空气。
下文叙述动作。送风机8运转时,将室外3的外气10送入送风用通道9中。于是,借助于在送风用通道9中流动的空气,将来自区域4中的污染空气5经过护罩6及排气用通道7吸入送风用通道9,并排出。
根据上文所述,在从室内2向室外3排出污染空气5的过程中,送风机8的送风能力(送风量)只有一部分得到了利用,送风能力的大部分用于吸入室外3的新鲜外部空气10,经过送风用通道9再送到室外3。
另外,图60是表示例如日本特开平6-280800号公报所记载的利用压缩气体的以往的换气送风装置简图。图中11是一端与送风机8相连的连接管,12是与连接管11的另一端相连的压力腔,13是穿过压力腔12的汾丘里管,其做成将圆锥筒部14与圆筒部15光滑连接的喇叭状。16是节流部件,其与圆锥筒部14之间形成环状间隙17,并且,其中心轴部分是空的,使室内2与汾丘里管13的内部连通。
下面说明动作。一旦将由送风机8加压的一次空气18送入压力腔12内部,该一次空气18的流动(一次流)经过环状间隙17时风速就变高,并朝汾丘里管13内的排出口19喷出。由此,在汾丘里管13内部及节流部件16内部产生诱导作用,将室内空气20从吸入口21吸入,经过节流部件16及汾丘里管13的内部,从排出口19排出到室外3。
根据上述结构,在室内空气20向室外3排气时,只不过利用了送风机8加压能力的一部分,加压能力的大部分用于将室外3的新鲜外气从压力腔12经环状间隙17和排出口19再送到室外3。
以往这种利用诱导效果的换气送风装置,由于采用以上结构,在上述前者那样的装置中,由于只得到被诱导空气部分的排气量,因而出现了不能得到充分的排气性能的问题。而在后者那样的装置中,除了存在着前者的上述问题之外,还会出现因高速喷射流产生的流体噪音大、难以低噪音化的问题。
因此,本发明的目的是为了解决上述问题,而提供一种换气送风量大的换气送风装置以及可低噪音化的换气送风装置。
根据本发明的第1观点的换气送风装置,它包括送风机、一次流导向件以及设置在从一次流吸入侧至排出侧并对一次流排出侧的二次流进行诱导的诱导部。
根据本发明的第2观点的换气送风装置,它包括送风机、用于覆盖该送风机的一次流导向件以及设置在从一次流吸入侧至排出侧的诱导喷嘴,该诱导喷嘴用于覆盖一次流导向件,而且从该一次流导向件的下游端进一步向下游侧延伸。
根据本发明的第3观点的换气送风装置,上述送风机为轴流风扇,一次流导向件做成圆筒状。
根据本发明的第4观点的换气送风装置,当一次流导向件的排出口直径为D0、诱导喷嘴的排出口直径为D1、从一次流导向件的排出口到诱导喷嘴的排出口的轴向距离为L、在送风机上安装有一次流导向件时喷射流的展开角为α1时,下式成立
0.5≤D1/(D0+2Ltanα1)≤1.5根据本发明的第5观点的换气送风装置,在诱导喷嘴排出口附近设有整流板。
根据本发明的第6观点的换气送风装置,设置有使流向诱导喷嘴排出口外缘的一次流的一部分流动的通道。
根据本发明第7观点的换气送风装置,用于改变一次流及二次流方向的护罩与诱导喷嘴的下游端连接。
根据本发明第8观点的换气送风装置,送风机是离心风扇,一次流导向件由吸入侧导向件和设置在离心风扇外径一侧的排出侧导向件构成。
根据本发明第9及第15观点的换气送风装置,还包括使二次流通道开闭的二次流通道开闭手段。
根据本发明第10观点的换气送风装置,在诱导喷嘴的内侧设有与诱导喷嘴隔开的有透气性的板状部件。
根据本发明第11观点的换气送风装置,它包括离心风扇、对一次流导向的吸入侧导向件、设置在离心风扇吸入侧的相反侧并沿半径方向对一次流导向的导向板、用于覆盖吸入侧导向件的诱导盘,在该诱导盘与导向板之间形成排出口。
根据本发明第12观点的换气送风装置,上述导向板与诱导盘之间的间隔朝它们的外周缘逐渐变小。
根据本发明第13观点的换气送风装置,当离心风扇的直径为D2、导向板的直径为D3、上述离心风扇的喷出宽度为H0、在诱导盘的外周缘与导向板的外周缘所形成的排出口宽度为H1、在离心风扇上安装导向板时的喷射流的展开角为α2时,有下式成立0.5≤2H1/{2H0+(D3-D2)tanα2}≤1.5根据本发明第14观点的换气送风装置,还包括将导向板与诱导盘之间的一部分封闭的侧板。
根据本发明第16观点的换气送风装置,检测二次流通道内的静压,可以控制二次流通道开闭装置的打开或关闭。
根据本发明第17观点的换气送风装置,还包括利用二次流通道内静压的压力作用,可自动打开或关闭的二次流通道开闭装置。
根据本发明第18观点的换气送风装置,导向板的角度可以改变。
根据本发明第19观点的换气送风装置,在二次流吸入侧附近设置有把诱导盘与吸入侧导向板连接的吸入圆筒部支撑部件,在排出口附近设置有把诱导盘与导向板连接的诱导盘支撑部件。
根据本发明第20观点的换气送风系统,把权利要求2所记载的换气送风装置的吸入侧朝向权利要求11所记载的换气送风装置的排出口而设置。
图1是表示本发明实施例1的换气送风装置的断面图。
图2是表示本发明实施例1的换气送风装置的透视图。
图3是表示本发明实施例1的喷射流展开角与诱导喷嘴的直径关系的换气送风装置的断面图。
图4是表示本发明实施例2的换气送风装置的透视图。
图5是表示本发明实施例2的另一换气送风装置的断面图。
图6是表示本发明实施例3的换气送风装置的透视图。
图7是表示本发明实施例3的换气送风装置的断面图。
图8是表示本发明实施例3的主流与辅助流的速度分布图。
图9是表示本发明实施例4的换气送风装置的透视图。
图10是表示本发明实施例4的换气送风装置的断面图。
图11是表示本发明实施例4的换气送风装置的透视图。
图12是表示本发明实施例4的换气送风装置的断面图。
图13是表示本发明实施例6的换气送风装置的断面图。
图14是表示本发明实施例6的喷射流展开角与排出口宽度的关系的换气送风装置的断面图。
图15是表示本发明实施例6的换气送风装置的断面图。
图16是表示本发明实施例7的换气送风装置的透视图。
图17是表示本发明实施例7的换气送风装置的断面图。
图18是表示本发明实施例8的换气送风装置的透视图。
图19是表示本发明实施例8的换气送风装置的断面图。
图20是表示本发明实施例9的换气送风装置的断面图。
图21是表示本发明实施例9的另一换气送风装置的断面图。
图22是本发明实施例1的换气送风装置的风量—静压特性曲线图。
图23是表示本发明实施例10的换气送风装置的断面图。
图24是图23的换气送风装置的风量—静压特性曲线图。
图25是表示本发明实施例10的另一换气送风装置的断面图。
图26是表示本发明实施例10的再一换气送风装置的断面图。
图27是表示本发明实施例10的其他换气送风装置的断面图。
图28是表示本发明实施例10的再其他换气送风装置的透视图。
图29是表示本发明实施例11的另一换气送风装置的透视图。
图30是图29的换气送风装置的断面图。
图31是表示图29的换气送风装置动作的断面图。
图32是图29的换气送风装置的风量—静压特性曲线图。
图33是表示本发明实施例11的另一换气送风装置的透视图。
图34是图33的换气送风装置动作的断面图。
图35是表示本发明实施例11的再一换气送风装置的透视图。
图36是表示本发明实施例11的其他换气送风装置的透视图。
图37是表示本发明实施例11的再其他换气送风装置的透视图。
图38是表示本发明实施例12的换气送风装置的断面图。
图39是表示本发明实施例12的另一换气送风装置的断面图。
图40是表示本发明实施例12的再一换气送风装置的断面图。
图41是表示本发明实施例13的换气送风装置的断面透视图。
图42是图41的换气送风装置的断面图。
图43是表示图41的换气送风装置动作的断面透视图。
图44是表示本发明实施例14的换气送风装置的断面透视图。
图45是表示本发明实施例15的换气送风装置的断面透视图。
图46是图45的换气送风装置的断面图。
图47是表示本发明实施例16的换气送风装置的断面图。
图48是表示本发明实施例17的换气送风装置的透视图。
图49是表示图48的换气送风装置动作的断面图。
图50表示本发明实施例18的换气送风装置的断面透视图。
图51是图50的换气送风装置的诱导喷嘴支撑部的透视图。
图52是表示本发明实施例19的换气送风装置的断面图。
图53是表示本发明实施例20的换气送风装置的断面图。
图54是表示本发明实施例20的另一换气送风装置的断面图。
图55是表示本发明实施例21的换气送风系统的配置图。
图56是表示本发明实施例22的换气送风系统的配置图。
图57是表示本发明实施例23的换气送风系统的配置图。
图58是表示本发明实施例24的换气送风系统的配置图。
图59是表示以往换气送风装置的简图。
图60是表示以往另一换气送风装置的简图。
实施例1图1是表示本发明实施例1的换气送风装置的断面图,图2是其透视图。在图中示出了由换气送风装置将室内2的空气送到室外3的情况,其中,1是将室内2与室外3隔开的壁;30是作为送风机用于产生构成风量主成分的一次流31的轴流风扇;33是用于驱动轴流风扇的60Hz、100V的电动机;34是作为一次流导向件对一次流31导向的壳体,其被做成覆盖轴流风扇30的圆筒状,在其吸入侧的端部,形成用于降低一次流31的吸入压力损失的喇叭口35。
38是作为诱导部用于诱导下面要叙述的二次流的诱导喷嘴,其被做成直径大于壳体34的直径的圆筒状,而且从一次流31的吸入侧至排出侧与壳体34同轴设置。诱导喷嘴38由圆筒部36、在吸入侧端部形成的用于降低二次流吸入压力损失的喇叭口39以及将该圆筒部36与喇叭口39连接在一起的节流连接管37构成,其下游端45从壳体34的下游端40延伸到更靠下的下游侧。在壳体34与诱导喷嘴38之间形成二次流32的通道48。诱导喷嘴38的喇叭口39端部内侧所形成的环状二次流吸入口42,位于从壳体34的喇叭口35端部内侧所形成的圆形一次流吸入口41的同一平面上或从该处向下游侧(图1的左侧)错开的位置。
下文叙述动作。电动机33通电使轴流风扇30转动时,从一次力流吸入口41吸引室内2的空气,该室内2的空气经过壳体34流向其排出口43,也就是说,产生了一次流31。该一次流31从壳体34的排出口43喷出,喷到诱导喷嘴38内。在喷出的一次流31和诱导喷嘴38内的周围气体的边界面上,即在剪切面47上因存在着速度差而在两者之间产生剪切力,借助于该剪切力引起的喷射流的引导作用,将壳体34与诱导喷嘴38之间所形成的环状空间中的空气卷入一次流31中。利用该诱导效果,在上述空间内产生从二次流吸入口42向一次流31的剪切面47流入的流动即二次流32。二次流32从二次流吸入口42流入诱导喷嘴38内,与一次流31合流后从诱导喷嘴38的排出口44喷到室外3。上述二次流吸入口42与一次流吸入口41设置在室内2的同一侧,并处于相互邻接的位置。
在这种状态中,由于一次流吸入口41与二次流吸入口42位于室内2的同一侧,因而,由该换气送风装置从室内2向室外3送风的全部换气送风量等于从一次流吸入口41与二次流吸入口42双方向室外3排气的流量总和,这样,成飞跃地增大了换气送风量。
此外,由于送风机不需要采用利用压缩机等压缩空气的高速气体喷射装置,而采用上文所述的轴流风扇或离心风扇、混流风扇等喷出的风速比较低的送风机就可以了,因此,能将喷射流所引起的流体噪音或喷射流与壳体等的周围装置冲击所产生的冲击噪音抑制在较低的值。
进一步,由于在该实施例中一次流31是由轴流风扇30所形成的,因而具有较强的旋流成分。与从相同口径的喷口喷出的无旋流成分的非旋转喷射流相比较,具有从壳体34喷出到诱导喷嘴38内部的旋流成分的一次流31,卷入周围气体的混合很激烈,故使周围气体的引导量变大。也就是说,具有有效地诱导诱导喷嘴38内的周围气体的优点。
下文描述换气送风装置各部的尺寸及其性能的一个例子。壳体34的排出口43的直径,也就是从壳体34的下游端40朝内侧形成的排出口的直径D0=100mm,诱导喷嘴38的排出口44的直径,也就是从诱导喷嘴38的下游端45朝内侧形成的排出口的直径D1=140mm,壳体34的轴向长度L0=130mm,诱导喷嘴38的轴向长度L1=190mm,从壳体34的排出口43到诱导喷嘴38的排出口44的轴向距离L=70mm,从一次流吸入口41朝下游侧的二次流吸入口42错开的量a=10mm。该错开量a为零或正值时对诱导效果不会产生负面影响。
由于在确定上述换气送风装置的诱导喷嘴38的大小时,从壳体34的排出口43扩展成锥状的一次流31的展开角是必要条件,因而在求该展开角之前预先进行了下述的研究工作。首先,让轴流风扇30、电动机33及壳体34构成的送风装置在暗室内的敞开空间工作。这时,利用由加湿器生成的水蒸汽从一次流吸入口41进行喷雾,以水蒸汽作为示踪剂混入旋流喷射流(一次流)中,把该旋流喷射流从排出口43喷出。让该喷射流下游方向所设置的碘钨灯等的光通过狭缝,得到狭缝状的光,利用这种狭缝状的光的照射,可以目视观察到喷射流的喷射形式。混入有由水蒸汽产生的细微水滴的喷射流受狭缝状光的作用引起漫反射,从而呈白色地浮现在图像中。该喷射流用CCD照相机摄影,可以得到静止的图像。照在该图像中的白色漫反射像作为喷射流可以看到其展开角为α1,该展开角约为16度。
下文根据上述所求得的展开角α1来确定诱导喷嘴38的各要素。如果从壳体34的排出口43喷出到诱导喷嘴38内的一次流31与诱导喷嘴38的内壁面不发生冲击,而到达诱导喷嘴38的下游端45的排出口44,并且排出口44的喷射流断面的直径与排出口44的直径基本相等,在这种场合,诱导量最大。如果与喷射流断面的直径相比诱导喷嘴38的直径过小时,喷射流与诱导喷嘴38的内壁面发生冲击,使损失增加,减少了送风量。相反,如果与喷射流断面的直径相比诱导喷嘴38的直径过大时,在排出口44会产生不存在主喷射流的区域,在这一部分会引起从下游侧经过排出口44朝诱导喷嘴38内的逆流发生。关于这一点将在下文叙述。
在上述例子中,由于壳体34的直径D0为100mm,诱导喷嘴38的直径D1为140mm,喷射流的展开角为16度,因而,从壳体34的排出口43至诱导喷嘴38的排出口44的轴向距离L为L=(D1-D0)/(2tanα1)≈ 70mm在这种场合,从壳体34的排出口43喷出的喷射流断面与诱导喷嘴38的排出口44的断面一致。
利用60Hz、100V的额定电压驱动该换气送风装置,测得的一次流吸入口41与二次流吸入口42的总计流量为180m3/h。与之对应,在不设诱导喷嘴38的情况下,在同一输入条件下测得的由轴流风扇30、电动机33、壳体34构成的送风装置的流量为116m3/h。这样,通过安装诱导喷嘴38、产生二次流,可以使流量增加约55%。
但是,喷射流的展开角因装置的不同而异,例如,一般的非旋转轴对称圆形喷射流的展开角为6度,与之对应,上述例子中的该角却为16度。在上述例子中,从壳体34喷出的喷射流具有旋流成分,该旋流成分所产生的离心力作用使喷射流喷出后迅速扩散,这样,该展开角与无旋流成分的从圆形断面排出口喷出的轴对称喷射流的展开角相比较有所变大。另外,由于该展开角随着轴流风扇的转速及风扇的形状等不同而异,因而在确定诱导喷嘴的各要素时,应预先实测。
考虑到诱导喷嘴的结构时,希望从壳体34喷出的一次流31在展开角α1的条件下在诱导喷嘴38内扩散,并且当该一次流31到达位于诱导喷嘴38下游端45处的排出口44时的喷射流断面面积与排出口44的面积基本相同。
在诱导喷嘴38的排出口44的直径小于喷射流断面直径、喷射流与诱导喷嘴38的内壁面发生冲击的场合,冲击部的喷射流的一部分动压转换成静压,在诱导喷嘴38内产生逆压力梯度,轴流风扇30的动作点移向高压侧,减少了送风流量。
相反,在图3所示的排出口44的直径大于排出口44位置处的喷射流断面直径D的场合,排出口44处会产生不存在主喷射流的环状区域,在这一部分发生从下游侧经过排出口44流向诱导喷嘴38内的逆流46。该逆流46卷入经过诱导的一次流31中,与从排出口4排向外部的诱导喷嘴38内的空气相抵触,出现了从一部分排出口44吸入空气的现象。这时,使从二次流吸入口42吸入的流量减少,导致了换气送风装置总送风量的减少。
诱导喷嘴38的排出口44的直径与同位置的喷射流断面直径D相同时下述关系式成立D1=D0+2Ltanα1故 D1/(D0+2Ltanα1)=1 (1)(1)式的左边为正值而不为1时,实用中没有障碍,但是,该值小于0.5时,喷射流朝诱导喷嘴38内壁面的冲击会引起压力损失,导致流量大幅度地减少,而该值大于1.5时,从排出口44流向诱导喷嘴38内的逆流46会大幅度地减少流量。因此,(1)式左边的值最好取在0.5以上,1.5以下。
实施例2在把本发明的装置作为空气输送装置使用时,由诱导装置引起增量的喷射流到达远方之前不能扩散而只输送是必要的。由于空气输送装置不使用通道,空气在换气送风装置之间来回穿行,因而,希望从换气送风装置喷出的喷射流在到达远方之前不衰减。
图4是表示适用于这种用途的实施例2的换气送风装置的透视图。图5是其断面图。在图中,51是设置在诱导喷嘴38排出口附近的用于整流的整流板,其具有将平行的数个板在轴流风扇30的轴向组装成格子状的结构。其他结构与实施例1相同,其说明省略。
下文叙述动作。电动机33通电使轴流风扇30工作所产生的一次流31经过壳体34从排出口43喷出时,随着轴流风扇30的旋转产生较强的旋流成分。该旋流喷射流具有因离心力的作用而从旋转轴沿半径方向急剧变宽的性质。另外,由于随着动量的输送,产生大规模的扩散现象,这使得引导量呈现出比普通的非旋流喷射流多的性质。后者的性质使诱导喷嘴38内的诱导能力有效地进行,结果增大了二次流。但是,前者的性质却是诱导喷嘴38内由于诱导效果引起增量的喷射流从排出口44喷向敞开空间时使喷射流到达的距离减少的原因。因此,在诱导喷嘴38的排出口40附近设置了继续保持后者性质同时排除了前者性质的整流板51。
图5中的从壳体34的排出口43喷射到诱导喷嘴38内的一次流的旋流喷射流,在剪切断面的诱导作业中,边把周围空气卷入其中边维持旋流成分并喷向整流板51。整流板习惯上采用能够除去流动中旋流成分的结构,例如,可采用整流格子、蜂窝状物、整流网眼、与轴流风扇30的旋转方向相反的反转风扇等。众所周知,经过整流板51时大幅度减少了旋流成分的喷射流,与有旋流成分的喷射流相比较,从排出口44中喷出时所达到的距离会更长一些。
实施例3作为增加从排出口喷出的喷射流所到达的距离的手段,可以考虑通过减少喷出的喷射流的引导量来增加到达距离的方法。图6是表示实施例3的换气送风用装置的透视图,更明确地表示了诱导喷嘴38。图7是其断面图。图中,55是作为使一次流31的一部分从壳体34内流向诱导喷嘴38的排出口44外缘的流道的辅助流通道;56是一端具有开口于壳体34的排出口43的辅助流吸入口57的导风通道;58是设置在与诱导喷嘴38下游端45的内表面相接的位置即围绕排出口44的外缘设置的双重圆筒状连接通道,一端与导风通道56光滑连接,同时,在另一端具有开口于排出口44外缘的辅助流排出口59。由导风通道56和连接通道58构成辅助流通道55。其他结构与实施例1的情况相同,其说明省略。
下文叙述动作。由轴流风扇30所产生的一次流31从壳体34的排出口43喷出,同时,一部分一次流31被喷入辅助流吸入口57,进入导风通道56并与一次流31隔绝,经过连接通道58输送,从辅助流排出口59作为辅助流60被喷出。这时,由于流道的宽度从导风通道56至连接通道58朝下游方向平滑地增大,因此可使流动均匀地减速,在连接通道58的圆周方向形成均匀的低速流。
这样形成的辅助流60沿着从排出口44喷出的一次流31和二次流32合流的合流气体剪切断面喷出。
在这种结构中,辅助流60因流道扩大及管路摩擦等的压力损失而减速,在辅助流排出口59的位置处的流速小于一次流31和二次流32合流的主流流速。
61是排出口44处主流的速度分布,62是辅助流排出口59处辅助流的速度分布。通过把具有小流速的辅助流60沿主流剪切面的喷出,缓和了主流与其周围气体之间的剪切力,减少了喷出之后的引导作用。该引导作用的减少延长了喷射流的中心带,进而增大了喷射流达到的距离。而且,由于导风通道56做成窄细的通道。阻碍了一次流31朝诱导喷嘴38内的喷出,使减少诱导效果的程度变小。
通过上文所述,根据一次流31的引导,保持了从二次流吸入口42吸入的二次流的流量,同时减少了从排出口44喷出的引导作用,因此,由诱导效果增大了的喷射流可以到达更远的地方。
另外,图8示出了辅助流的速度分布,在喷出的辅助流的速度分布为(a)所示的方形时,可以得到充分降低引导作用的效果,但是,如果喷出的辅助流的速度分布为(b)所示的把主流的速度分布61外缘与周围气体的速度分布光滑连接的三角形时,可进一步增大引导作用的减少量,使喷射流达到的距离伸长。
实施例4图9是表示本发明实施例4的换气送风装置的局部作了剖视的透视图,表示的是作为换气装置使用的情况。诱导喷嘴38做成角筒状,可以得到与实施例1的情况相同的作用。并且用与实施例1相同的符号表示的部件,分别相当于实施例1中所示的部件,其说明省略。
普通的换气装置由轴流风扇30和壳体34构成,从吸入口吸进室内的空气经排出口排到室外,因而换气风量等于轴流风扇30的风量。然而,为了保证厨房及卫生间等的换气在必要空间中的换气量,采用上述结构是不能充分实现的,在这种场合,为了实现大的换气量,必须采用转速大、口径大等的轴流风扇。但是,根据本发明,通过设置诱导喷嘴38,即使在利用同一口径的风扇给予相同的的输入的情况下,也可以如实施例1所叙述的那样增大风量。
然而在换气装置中,不可忽视的问题是外风问题,在室外3频繁产生的外风与换气装置的排出口冲击,转换成静压后使得轴流风扇排出面的静压上升,这增大了室内外的压差,妨碍了轴流风扇的运作。为了解决这一问题,最好设置用于避开外风的护罩。
图中65是为此目的而设置的护罩,其用弯头形弯曲的通道构成。66是从护罩65向下形成的排气口。图10是断面图。
一次流31与二次流32混合气体的排气是从诱导喷嘴38的排出口44喷到护罩65内的。排出的气体通过护罩65从排气口66向下排到室外3。这时,即使外风67从水平的任何方向吹来,也很难侵入护罩65内,从而防止了由外风67引起的静压上升。另外由于排气口66向下,还可以防止雨水的侵入。
实施例5以上实施例示出了送风机采用轴流风扇的场合,而在该实施例中,示出了采用离心风扇的情况。图11是本发明实施例5的换气送风装置的透视图,图12是其断面图。在这些图中,70是用于产生构成换气或送风风量主要成分的一次流31的作为送风机使用的离心风扇;33是驱动离心风扇70的电动机;73是作为配置在离心风扇70吸入侧的吸入导向件的吸入圆筒部,其呈圆筒状,一端具有做成喇叭口状的一次流吸入口41,而另一端与离心风扇70的吸入口72连通。74是圆环板状的吸入辅助板,其外径大于离心风扇70的外径,其内侧做成与吸入圆筒部73的另一端侧光滑连接的形状。76是配置在离心风扇70的吸入口72相反一侧的沿半径方向对一次流31导向的导向板,做成圆板状,其直径大于离心风扇70的直径。吸入圆筒部73与导向板76构成对一次流31导向的一次流导向件。
77是作为诱导二次流的诱导部的诱导盘,与吸入圆筒部73相隔离并覆盖着该吸入圆筒部73,其上游侧做成喇叭口状,其下游侧做成通过平行于导向板76的圆环板状部分与上游侧光滑连接的形状,其下游端(即外周缘78)从吸入辅助板74的下游端(即外周缘75)向下游侧延伸,在吸入圆筒部73与诱导盘77之间形成二次流32的通道48。诱导盘77的外径与导向板76的外径大小相同,诱导盘77的外周缘78与导向板76的外周缘79之间形成排出口80。在一次流导向件的吸入圆筒部73与诱导盘77的上游端之间形成二次流的吸入口42。二次流的吸入口42与一次流的吸入口41处于同一平面或者位于向下游方向错开的位置。
下文叙述动作。电动机33通电使离心风扇70旋转时,从一次流吸入口41将周围空气吸入,使空气通过吸入圆筒部73从吸入口72到达离心风扇70内。借助于随着离心风扇70的旋转而产生的离心力,将该流体流即一次流31从叶片之间呈放射状地排到离心风扇70的外部。呈放射状喷出的一次流31在导向板76与吸入辅助板74的间隙中被整流成水平方向,进一步经过该导向板76与诱导盘77的间隙喷出。81是从离心风扇70喷出的一次流31半径方向的速度成分沿喷出口宽度方向的分布。由于在导向板76与诱导盘77的间隙中,一次流31与诱导盘77下方的空气接触,由相互间的流体速度差产生剪切力,使诱导盘77下方的空气卷入一次流31中,产生引导作用。为了补充卷入的空气的不足,从二次流吸入口42吸进空气形成二次流32。
在这种结构中,一次流吸入口41与二次流吸入口42设置在同一侧(例如室内一侧),因而,换气送风装置的吸入流量为一次流31与二次流32的总和,只有由引导作用所产生的二次流32的流量部分使得换气送风装置的整体风量增加。
进一步,一次流吸入口41与二次流吸入口42做成喇叭口状,这能减少各自的吸入压力损失,另外,通过吸入圆筒部73与吸入辅助板74的光滑连接,可以降低二次流32通过时的压力损失,由此而增大了换气送风装置的风量。
实施例6图12示出了从一般的离心风扇喷出的气流的速度分布81,在导向板76附近的速度分布是,变为最大的流速向下方偏置。在这种情况下,一次流31与二次流32相接的剪切面47附近的一次流的速度梯度变小,因而,作用在剪切面上的剪切力也变小,结果,诱导的二次流32的流量变小。本实施例6就是为了改善这一方面性能而提出的,图13示出了该实施例6的断面图。
77是诱导盘,其做成朝导向板76的方向平滑地缩小的结构。这样,导向板76与诱导盘77之间的间隔朝其外周缘79、78平滑地变窄。其他部分与实施例5相同,其说明省略。
当离心风扇70的直径为D2、导向板76的直径为D3、离心风扇70的喷出宽度为H0、排出口80的喷出宽度为H1、在离心风扇70上没有安装本实施例的诱导盘77、而安装了吸入侧导向件73和导向板76时,从离心风扇70喷出的喷射流(一次流)的展开角为α2,与上述条件相同的导向板76的外周缘79位置处的喷射流宽度为H(参照图12的符号)。
人们希望排出口宽度H1稍小于喷射流的宽度H。由此,可以缩小从离心风扇70喷出的一次流31,减轻或消除其速度分布的偏置,这样,可以增大一次流31与二次流32汇合的剪切面47附近的一次流的速度梯度,增强由引导作用所产生的诱导量。
但是,当排出口宽度H1大幅度地小于喷射流的宽度H时,一次流31与二次流32汇合后的喷出风的出口断面面积(即排出口80的面积)会变小,由节流产生的压力损失增大,反而导致换气送风装置的总计风量降低。
图14说明了与之相反的排出口宽度H1大于喷射流的宽度H的情况。在采用该图所示结构的场合,在剪切面47与诱导盘77的外周缘78之间会出现不存在一次流31的区域。由一次流31的引导作用产生的二次流32通常是从二次流吸入口42供给的,比较该二次流32通过由吸入圆筒部73、吸入辅助板74与诱导盘77所围成的空间时的压力损失和从诱导盘77的外周缘78与剪切面47之间所形成的敞开空间吸入时的吸入压力损失,会发现后者引起的压力损失比较小,在这种场合,会产生从诱导盘77的外周缘78与剪切面47之间吸入的逆流46。一旦产生逆流46,就会使从剪切面47卷入的二次流32转换成逆流46,这样,就会导致从二次流吸入口42吸入的流量减少。也就是说,排出口宽度H1过大时,就会产生来自于排出口80的不利于换气送风装置整体吸入风量的短路的逆流46,使整体风量减少。
从图12可以得出H1/H=2H1/{2H0+(D3-D2)tanα2}如果H1/H小于0.5时,排出口80的压力损失会显著地增大,而如果大于1.5时,来自于排出口80的逆流增大,因此,H1/H的值最好选在0.5以上、1.5以下。
为了使导向板76与诱导盘77的间隔变窄,除了采用上述使诱导盘77逐渐向导向板76的方向接近的结构之外,还可以采用图15所示的使导向板76朝诱导盘77逐渐缩小并平滑连接地接近的结构。或者采用两者互相接近而缩小的结构,也能取得同样的效果。
实施例7在实施例5中采用了使离心风扇喷出的风沿导向板呈放射状地扩散的结构,但是,也可以采用使喷出的风偏向旋转轴的方向的结构。图16是实施例7的换气送风装置局部剖视的立体图,图17是其断面图。在这些图中,85是对一次流31导向的一次流导向件;86是设置在离心风扇70吸入侧的作为吸入侧导向件的吸入圆筒部;87是设置在离心风扇70外径侧、与该离心风扇70相隔离并覆盖该风扇的作为排出侧导向件的一次流导向筒。吸入圆筒部86与一次流导向筒87构成一次流导向件85。吸入圆筒部86做成圆筒状,一端设有做成喇叭口状的一次流吸入口41,另一端与离心风扇70的吸入口72连通。一次流导向筒87做成圆筒状,其上底侧与离心风扇70的环状间隙是封闭的,其下游端从离心风扇70的下端向下方延伸,形成一次流31的排出口43。
88是与吸入圆筒部86及一次流导向筒87隔开的用于覆盖这两者的圆筒状诱导喷嘴,其上游端做成喇叭口状,该上游端与吸入圆筒部86之间形成二次流吸入口42,同时,其下游端从一次流导向筒87的下方朝下游侧进一步延伸,并形成一次流31与二次流32的合成流的排出口44。二次流吸入口42设置在与一次流吸入口41相同的平面上,或者是处在朝下游侧稍错开的位置。
下文叙述动作。离心风扇70转动时,将周围气体从一次流吸入口41吸入,并经过吸入圆筒部86及离心风扇70的内部呈放射状地排放到离心风扇70的外部。呈放射状排出的一次流31与一次流导向筒87的内壁面发生冲击,改变了其流动方向,使其沿着离心风扇70的旋转轴方向即朝图中的下方流动。朝下方流动的一次流31从一次流导向筒87的排出口43边保持旋转成分边喷到诱导喷嘴88内。
由于一次流31与诱导喷嘴88的内壁附近的周围空气接触,因相互之间的流体速度差产生剪切力,使周围空气卷入,产生引导作用。为了补充卷入的空气的不足,就会从二次流吸入口42引进空气,形成二次流32。由于一次流吸入口41与二次流吸入口42处于同一侧(例如室内侧),因而,换气送风装置的吸入流量为一次流31与二次流32的总和,由引导作用所产生的二次流32的流量增加了换气送风装置的风量。
实施例8图18是本发明实施例8的换气送风装置的立体图,图19是其断面图。在该实施例中使用离心风扇,并且可以防止由外风引起的恶劣影响。离心风扇70的轴沿水平方向设置。图中,93是与图11的诱导盘77相同的诱导盘,但是,其朝图18下方的外形做成直线状,整体外形做成U字状。94是与图11的导向板76相同的导向板,但是,其朝图18下方的外形做成直线状,整体外形与诱导盘93相同,做成U字状。95是将平板弯曲成U字状的侧板,其将诱导盘93与导向板94的外周缘相连接,从上方把两者之间的两侧封闭住,只在下方开口,该开口部分形成排出口96。其他结构与实施例5相同,其说明省略。
下文叙述动作。离心风扇70转动时,将周围气体从一次流吸入口41吸入,并通过离心风扇70向诱导盘93、导向板94和侧板95所围成的空间喷出。喷出的一次流31中向上方或侧向喷出的气流部分沿侧板95改变流动方向,朝排出口96流动,并从此喷向外部。另一方面,向下方喷出的气流直接从排出口96喷出。81是一次流的速度分布。这时,从离心风扇70喷出的一次流31与诱导盘93之间的间隙中存在低速流体,在该低速流体与一次流31之间产生剪切力,形成卷入一次流的二次流32,二次流32从二次流吸入口42向剪切面47流动。
在这种结构中,由于一次流吸入口41与二次流吸入口42设置在同一侧,因此,换气送风装置的整体风量增加了二次流32的流量。
由于排出口96朝下方设置,即使外风67从水平方向上任何方向来,都可以避免离心风扇70的外压上升,而且,可防止雨水的侵入。也就是说,由诱导盘93、导向板94及侧板95构成的通道部具有作为利用一次流31的引导形成二次流32的喷嘴和作为防止外风67引起的外压上升的护罩的双重功能。
另外,根据各部件的位置及尺寸,可使从离心风扇70向上方喷出的一次流31与侧板95接触而改变方向,产生朝图19所示的朝二次流吸入口42方向的逆流97。在这种情况下,最好设置将二次流吸入口42上部封闭的隔板98。
实施例9图20是本发明实施例9的换气送风装置的断面图。该实施例基于与实施例6所描述的相同的理由,也就是说,为了改善图19的用81所表示的速度分布的偏置,增大诱导的二次流32,因而,采用使排出口96的宽度(即排出口的宽度H1)变窄的的结构。
导向板94朝诱导盘93平滑地缩小,使导向板94与诱导盘93之间的间隔朝其外周缘方向连续地变窄。其他与实施例8相同,其说明省略。
如果排出口的宽度H1很宽,在图19所示的排出口96与诱导盘93之间会产生无一次流31的区域,在这种状态下,如果排出口96位置的喷射流的宽度为H2时,希望调整排出口的宽度H1,使其等于喷射流的宽度H2或稍小于喷射流的宽度H2。由此,不会增加排出口96的压力损失,使二次流增大。
图21示出了将诱导盘93做成朝导向板94连续缩小、由此使两者的间隔变窄、排出口宽度H1变窄的结构。另外,也可以采用使两者互相接近而缩小的结构。这样,能够得到与上述同样的效果。
实施例10在实施例1至4中,叙述了利用用于产生一次流31的作为送风机的轴流风扇的换气送风装置,这些送风装置在不增加压力损失的情况下(敞开侧)可以大幅度地增加其风量。图22是风量—静压特性曲线图,115是表示实施例1即图1所示的换气送风装置送风性能的风量—静压特性曲线。116是普通的即非诱导式曲线,表示了与图1的装置中没有安装诱导喷嘴38的场合相同的情况下的送风机的送风性能曲线。从图中可以清楚地看出,在敞开侧(静压为0mmAq),图1的换气送风装置实现了其风量为普通风机的1.55倍的效果,当外风与排出面接触使静压上升时,在与压力损失大的通道连接的风量接近0m3/h的封闭侧,与以往的风机相比降低了静压。因此,在封闭侧诱导喷嘴的排出口44处有压力损失,一次流31不能全部从诱导喷嘴的排出口44喷出,一部分一次流31是产生从压力损失小的诱导喷嘴38内部流向二次流吸入口42的路径上的逆流的主要原因。利用这种现象降低了设有二次流吸入口42的实施例1所表示的换气送风装置封闭侧的静压。下文叙述用于增大封闭侧静压的结构。
图23是本发明实施例10的沿着换气装置中心轴的平面上的断面图,图中仅示出了上半部分。与实施例1相同的部分的说明省略。图中126是圆筒状的作为二次流通道开闭手段的滑动开关,沿着圆筒状诱导喷嘴38的吸入侧的圆周嵌入,并且可沿着诱导喷嘴38的轴向滑动,由此可以任意改变诱导喷嘴38的上游端与形成一次流吸入口41的喇叭口35之间的二次流吸入口42的大小,并进行开闭调整。另外,与实施例1所示的图1的前述换气送风装置相比较,将形成一次流吸入口41的喇叭口外周端做成与诱导喷嘴的外缘相同或者半径稍稍大一些的结构,而且诱导喷嘴38的上游端与该喇叭口35的外周端相互平行或者通过滑动完全遮住。
下文叙述动作。构成图23中的滑动开关126与喇叭口35的间隙的二次流吸入口42的开口宽度为Li。滑动开关126沿诱导喷嘴38的轴向滑动时,Li变为0mm(通常的送风机)、10mm、20mm、30mm(全开)的情况的风量—静压特性曲线分别用图24的曲线116、117、118、115表示。曲线115、116与图22所示的曲线相同。从图中可以清楚地看出,增大了开口宽度Li比较大的敞开侧(静压为接近0mmAq)的风量,但相反减少了封闭侧(风量为0m3/h)的静压。
因此,根据这种结构,即使在必须产生大的静压的环境下使用前述的换气送风装置,也能根据环境状况使滑动开关126朝一次流吸入口41的喇叭口35方向滑动,使二次流吸入口42打开、关闭或处于中间状态,得到必要的静压。
此外,为了实现高静压化,应着眼于防止来自二次流吸入口42的逆流。在产生逆流的情况下,为了在流向诱导喷嘴38内部的一次流31的剪切面47上不产生引导作用,把诱导喷嘴38的内部转换成正压而不转换成负压。利用这种现象,可以自动控制该换气送风装置的封闭静压。可以附带地设置用于把滑动开关126移动到开口宽度Li的位置的例如圆头螺栓与电动机组合等的自动输送机构。利用该输送机构,通过控制滑动开关126,借助于传感器检测二次流通路48内的例如诱导喷嘴38内壁面上的静压,当该静压值大于有吸入气体的空间的大气压时,通过使滑动开关126朝一次流吸入口41的喇叭口35方向的移动,能以与该静压差成反比的方式逐渐减少Li,或者使诱导喷嘴38的内部在低于大气压时全部打开,稍高于大气压时成为全闭状态。能得到所希望的封闭静压及高静压。
图23示出了在诱导喷嘴38与一次流吸入口41的喇叭口35之间设置圆筒状滑动开关116的结构,除此之外,也可以采用图25所示的通过安装在轴流风扇30的壳体34上的诱导喷嘴支撑部件129使诱导喷嘴38沿轴向前后滑动的结构。在这种场合,可以采用使诱导喷嘴支撑部件129固定在诱导喷嘴38一侧、在诱导喷嘴38与壳体34之间滑动、或者固定在壳体34一侧、在壳体34与诱导喷嘴38之间滑动的使诱导喷嘴38滑动的机构,借助于通过该诱导喷嘴支撑部件129使诱导喷嘴38的滑动,可以改变二次流吸入口42的开口宽度Li,达到同样的效果。
另外,不言而喻,通过附带地设置用于实现移动诱导喷嘴38使开口宽度Li任意改变的输送机构,同样,在一边检测诱导喷嘴38内壁面的静压,比较该压力与大气压力的差的情况下,一边自动地使诱导喷嘴38沿轴向前后移动,也可以改变二次流吸入口42的开口宽度Li,控制封闭侧的静压。
图26示出了设置与二次流吸入口42相连接的圆锥状二次流吸入口扩大部130的结构,该二次流吸入口扩大部130的直径大于一次流吸入口41的直径,一次流吸入口41的喇叭口35外周端被处理成这样的端部,在该端部形成与二次流吸入口扩大部130的内壁接触的面,由此使两者之间有气密性。在这种结构中,壳体34与诱导喷嘴38以与图25相同的方式通过滑动式诱导喷嘴支撑部件129连接在一起,可沿轴向前后滑动式地移动壳体34。在与二次流吸入口扩大部130连接的诱导喷嘴38为固定式的场合,通过诱导喷嘴支撑部件129使轴流风扇30的壳体34沿轴向滑动,由此,可以任意地调节二次流吸入口扩大部130的内壁与一次流吸入口41的喇叭口之间所形成的间隙的开口宽度Li。这样,可以达到与图23及图25的情况相同的高静压化的效果。进一步,通过检测诱导喷嘴38内部的壁面静压,根据该静压与大气压的压差可自动地改变开口宽度Li,由此得到任意的封闭静压,也能得到高静压。
在图26中,诱导喷嘴38的形状做成圆锥状,形成二次流吸入口扩大部130,但是,采用图27所示的将壳体34做成圆锥状的结构,也可以得到同样的效果。在这种场合,为了降低一次流吸入口的压力损失而将壳体34内侧做成喇叭口形状时,可更进一步提高送风性能。
图28是使二次流吸入口42的开口率变化的另一种结构的透视图,其中,图(b)是表示图(a)中的S部的扩大图。在图28中,在与图1相同的装置的二次流吸入口42处嵌入具有任意个数的开口部152的环状板150,还设置有用于根据任意比例封闭开口部152的滑动阀127和用于沿环状板150可滑动地安装滑动阀127的滑动阀支撑部件128。
通过图示箭头方向的任意移动,可以改变二次流吸入口42的开口率。例如在封闭静压增大的场合,通过使滑动阀127滑动可以减少二次流吸入口42的开口率。根据这种结构,能够实现与图23、图25、图26及图27的开口率可变机构同样的高静压化的效果。进一步,通过附带地设置用于控制诱导喷嘴38内的静压检测传感器38a与滑动阀127的开闭的输送机构,可自动地控制滑动阀127。
实施例11在实施例10中,描述了通过任意改变二次流吸入口42的开口率而实现封闭静压变化,特别是高静压化的结构。但是,通过减少二次流吸入口42的开口率而增大封闭侧静压时,该开口率也减少了敞开侧风量的增大量。而下文叙述能与封闭侧的高静压为所需要的状态或敞开侧的大风量为所需要的状态的任一状态相适应的装置,该装置是通过在二次流吸入口42处设置根据二次流流道内的静压自动开闭的开关来实现这种适应关系的。
图29是本发明实施例11的换气送风装置立体图,除了在实施例1的图1所示装置结构中增设诱导开关120之外,其他部分与实施例10的情况基本相同,其说明省略。图30是在包含中心轴的平面剖开的断面图,并且只示出了上半部分。图中,120是设置在二次流吸入口42的诱导喷嘴38内侧的可自动开闭的诱导开关。在二次流吸入口42处配设具有任意个数(这里是6个)的开口部152的环状板150,在开口部152处,利用支撑部件153将诱导开关120可轻轻开闭地安装在壳体34一侧。诱导开关120由薄板状赛璐珞、塑料、发泡苯乙烯等轻量且稍具有牢固性的材料形成。关于诱导开关120的支撑方法必须考虑采用使诱导开关120的开闭平滑地进行的任何方法,例如,将诱导开关120的支撑部件153做成圆筒状,在该圆筒内部插入铁芯、金属丝等直线部件,使该支撑部件153的两端可以转动地固定在环状板150或壳体34的吸入口处的方法,或者采用利用合叶等开闭部件的方法。
下文利用图31的断面图叙述该装置的动作。图31(a)示出了诱导喷嘴38的排出口44一侧的压力损失为0mmAq即敞开条件的形式。在敞开条件下,通过来自于轴流风扇30的一次流31,在诱导喷嘴38内诱导二次流32。借助于该诱导效果,使二次流通道48内即诱导喷嘴38的内部为负压,在诱导开关120的表里面上产生压差,使诱导开关120以支撑部件153为支点打开诱导喷嘴38的内部,通过前述开口部42将二次流32引入诱导喷嘴38内。
于是,当诱导喷嘴38的排出口44一侧的压力损失增大时,喷到诱导喷嘴38内的一次流31的流速减少,同时,诱导量的减少也导致了总流量的减少。当压力损失进一步增大时诱导喷嘴38内的静压上升,最终超过作为吸入口外部压力的大气压。这时,如果使用的是实施例1的换气送风装置,就会在二次流吸入口42产生逆流。但是,在本实施例中,由于设置了诱导开关120,该开关在压力作用下可自动开闭地打开或关闭诱导喷嘴的内部侧,因此,如图31(b)所示的那样,通过诱导喷嘴38内部的压力上升,在诱导开关120的表里面上产生压差,使该开关120朝关闭二次流吸入口42的方向移动,达到与止回阀相同的效果。因而,在此之后,即使排出侧的压力损失增大,也不会产生来自二次流吸入口42的逆流,显示出与普通的即非诱导式送风机同样的送风性能。
图32示出的曲线119是本实施例的换气送风装置的风量—静压特性曲线。另外,曲线115、116是与图22的特性曲线相同的曲线。
从图中可以清楚地看出,根据本实施例的带诱导开关120的换气送风装置,在从90m3/h、1.0mmAq的交叉点到敞开侧(大流量侧),诱导开关120成为打开状态,产生诱导效果,由此风量与用曲线115表示的实施例1的前述换气送风装置性能曲线同样地增加。另一方面,在上述交叉点至封闭侧,诱导开关120成为关闭状态,可以防止来自于二次流吸入口42的逆流,能得到与曲线116所示的普通非诱导式送风机性能曲线同样的高静压。
如上文所述,由于在二次流吸入口42设置有只打开诱导喷嘴38内部侧的可自动开闭的诱导开关120,因而,不需要专门的控制机构,利用压力作用可使诱导开关120自动地打开或关闭,由此根据情况可得到封闭侧高静压和敞开侧大风量。
例如,在外风的有无引起静压变动的环境中设置装置的场合,可以进行适应于情况的高效率的换气送风。
在图29示出的前述的换气送风装置中,诱导开关120的支撑部件153设置在设有环状板150的二次流吸入口42的壳体34一侧,但是,也可以将该支撑部件153设置在诱导喷嘴38一侧而不妨碍诱导开关120完全开闭的位置。例如,图33是用主体图所示的具有诱导开关120的换气送风装置,其中,图34是图33的断面图。与图29及图30的不同之处是,诱导开关120的支撑部件153设置在环状板150的诱导喷嘴38一侧。从二次流吸入口42吸入的二次流32具有从相对于图34所示的轴向朝外周倾斜的方向吸入的引导性。利用本结构,由于诱导开关120的打开不会妨碍二次流32的吸入,因此,减少了吸入压力损失,增大了二次流32的流量。
此外,在图29及图33中,诱导喷嘴38的形状为圆筒状,而且还设置了诱导开关120,但是,诱导喷嘴38的形状并不限于圆筒状,可以是任意形状。例如,图35用立体图示出了断面为矩形的诱导喷嘴38上设置有诱导开关120的换气送风装置的一个例子。图中在诱导喷嘴38的上游端与壳体34的上游端之间形成二次流吸入口42,在该二次流吸入口42处设有诱导开关120,该诱导开关120用于打开或关闭覆盖在该二次流吸入口42上的带有4个开口部152的盖151的这些开口部152。另外,诱导开关120与图29及图33的情况相同,也可以只打开诱导喷嘴38的内部侧。
根据这种结构,诱导喷嘴38的形状可以是立方体或其他任意形状,在二次流吸入口42处设有诱导开关120,由此,当然达到与圆筒状诱导喷嘴相同的效果。
进一步,在诱导喷嘴38的形状为立方体的场合,诱导开关120的形状还可以采用除图35以外的形状,可以用图36所示的任一形状。例如,图36用立体图示出了将图35的诱导开关120分割成两部分的情况。在诱导开关120因诱导喷嘴38的内部静压上升而处于闭合状态的情况下,前述两个诱导开关120轻轻地重合或无间隙地闭合,由此,可避免来自二次流吸入口42的逆流。另外,图37(a)是另一种诱导开关的透视图,(b)是其断面图,这样,即使在一个开口部将数个矩形诱导开关120做成百叶窗结构,不言而喻达到了同样的效果。
实施例12该实施例与实施例11相同,备有在压力作用下可自动开闭的二次流通道的开闭手段。
在实施例11中,在二次流吸入口42的环状板150及盖151上设置的诱导开关120,具有象门一样开闭的开关结构,当然,也可以采用利用二次流吸入口42的压力差自动开闭的结构的任何形式。例如,图38用断面图示出的具有由弹簧支撑的调节风门机构的换气送风装置的一个例子。与图29的情况相同整体大致做成圆筒状。与实施例10相同的部分其说明省略。图中35是与一次流吸入口41的表面连接设置的喇叭口;123是用于开闭二次流吸入口42的诱导挡板;122是将喇叭口35的外表面与诱导挡板123连接的弹簧;180是设置在二次流通道48上游端部的用于接收诱导挡板123的隔板。在隔板180上形成开口部152,开口部152的形状可以是沿着诱导喷嘴38的圆周全周相连的形状或者在圆周方向分割成几处。诱导挡板123的形状做成能将开口部152封闭的形状。
下文叙述动作。在轴流风扇30没有运转的状态下,诱导挡板123朝下方离开隔板180,调节弹簧122的长度,使二次流32可以流动。也就是说,与二次流吸入口42连通的隔板180上的开口部152处于打开状态。在轴流风扇30运转、诱导喷嘴38的排出口44一侧为敞开条件的场合,由于诱导效果使诱导喷嘴38内部为负压,朝下游方向吸引诱导挡板123,维持隔板180的开口部152的打开状态,从二次流吸入口42吸入二次流32。另一方面,当诱导喷嘴38的排出口44一侧的压力损失增大时,诱导喷嘴38内部的静压上升,于是,当内压超过作为吸入口外部压力的大气压时,由于诱导喷嘴38内部的高静压将诱导挡板123向上朝隔板180的方向推动,将隔板180的开口部152封闭。因此,二次流32的通道48成为关闭状态,不会发生朝二次流吸入口42方向的逆流现象,显示了与普通送风机同样高的静压。另外,如果把弹簧122的弹簧系数设置的小一些,可以减少诱导挡板123动作时所引起的压力损失。
在这种结构中,在图38中,虽然示出了喇叭口35用平面构成的结构,但是,该喇叭口也可以采用由如图39所示的斜面或断面面积逐渐减少的曲面构成的结构,在这种场合,由于可以减少一次流31的吸入阻力,因而可以提高换气送风装置的性能。
进一步,诱导挡板123的结构也可以采用图40所示的断面为三角形的结构,这样,能减少二次流32的吸入阻力,提高换气送风装置的性能。
实施例13图41是表示利用根据压力作用自动开闭二次流通道的环形开关构成的换气送风装置一个例子的断面透视图,图42是其断面图。关于与实施例10相同的部分,省略其说明。在本结构中,在诱导喷嘴38的上游端与一次流吸入口41的喇叭口35外周端之间设置有圆环形切口状开口部152,在诱导喷嘴38与壳体34之间的二次流通道48中插入作为二次流通道开闭手段的环形开关124。该环形开关124的直径大于二次流吸入口42的切口宽度,其圆形断面小于诱导喷嘴38的半径与壳体34的半径之差,而且其中心线大致等于二次流吸入口42的中心线半径。另外,还设置有将这种环形开关124保持在二次流吸入口42与壳体34的排出口之间的空间里的开关保持件125。在这种结构中,环形开关124由例如发泡苯乙烯或中空塑料等轻量且耐水性优良的材料构成。再者,开关保持件125可以由不妨碍二次流32的流动的沿环形开关124圆周方向设置成相互隔开的数个小片构成。
下文利用图43的二次流吸入口42附近的放大透视图说明动作。轴流风扇30运转使诱导喷嘴38的排出口44一侧为敞开条件时,由于借助于诱导效果诱导喷嘴38内部变为负压,在诱导喷嘴38内部朝下游方向吸引环形开关124,使该环形开关124移动到开关保持件125的位置。在这种状态下,由于二次流32的通道48为图中(a)所示的打开状态,因而可以从二次流吸入口42向内部吸入二次流32,使二次流32经过环形开关124的侧面流动。因此,在敞开条件下,利用诱导效果可以增大风量。另一方面,当诱导喷嘴38的排出口44一侧的压力损失增大时,诱导喷嘴38内部的静压上升,于是,当内压超过作为吸入口外部压力的大气压时,由于诱导喷嘴38内部的高静压,将环形开关124在正压作用下向上朝二次流吸入口42的方向推动,使二次流吸入口42的开口部152象图(b)所示那样封闭。由此,把二次流32的通道48封闭,不会发生逆流现象,显示了与非诱导式送风机同样的高静压性能。
如上文所述,由于在诱导喷嘴38与壳体34之间的二次流通道48中设置随静压能自由移动的环形开关124,因此,同样可以在敞开侧得到大风量,在封闭侧得到高静压。
实施例14在实施例5至9中,叙述了利用离心风扇作为产生一次流31的送风机的换气送风装置,该装置在不增加压力损失的状况(敞开侧)下大幅度地增大了风量。另外,在实施例13及14中,描述了利用轴流式送风机的换气送风装置的高静压化。前述高静压化的方法也能适用于利用实施例5至9的离心式风机的换气送风装置。
图44是本发明实施例14的换气送风装置的断面透视图。关于与实施例5同样的部分,省略其说明。图中,151是设置在诱导盘77上游端与吸入圆筒部73上游端之间的盖,该盖上设有任意个扇形开口部152,在开口部152上设有可任意调节开口率的作为二次流通道开闭手段的可以滑动的滑阀127。
下文叙述动作。在敞开侧,图11的换气送风装置实现了将风量增大到大约是以往非诱导式送风机的约1.55倍的效果,但在封闭侧与非诱导式送风机相比降低了静压。这是导致在封闭侧诱导盘77与导向板76的排出口80有压力损失、一次流31不会从诱导盘77外周端的排出口80喷出、而经过压力损失小的二次流吸入口42并产生逆流的原因。因此,为了达到实施例5的图11所示出的换气装置高静压化,只要防止来自二次流吸入口42的逆流发生就行。通过图44的滑阀127的滑动降低开口部152的开口率时,敞开侧的风量稍微有些减少,而封闭侧的静压比实施例5的图11所示的换气装置的静压还增大。另外,通过滑动阀127的滑动使开口部152关闭时,可以消除来自前述二次流吸入口42的逆流,因而得到与非诱导式送风机同样的封闭侧静压。
如上文所述,由于在运用离心风扇70的换气送风装置的二次流吸入口42上设置带滑阀127的盖,通过滑阀127的动作可以开闭二次流通道48,因此,能任意改变封闭侧的静压,得到高的静压。
此外,当产生逆流时,诱导盘77内壁面的静压因诱导效果从负压转变成正压,利用这一现象可自动控制换气送风装置的封闭侧静压。因此,图44的换气送风装置可以附设用于使滑阀127移动到期望的位置的例如圆头螺栓与电动机组合等的自动输送机构。在该自动输送机构中,借助于传感器检测诱导盘77内壁面的静压值,当该静压值大于来自二次流吸入口42的外部大气压时,利用输送机构使滑阀127朝着使开口率下降的方向逐渐移动,或者当诱导盘77的内部稍大于气压时成为全闭状态,由此,可以自动控制滑阀127,达到任意的封闭静压并得到高静压。
设置在二次流吸入口42的盖151上的开口部152的形状并不限于图44所示的同心圆状扇形,只要能通过滑阀127调整至任意开口率的三角形、球形、方形等任意形状当然都获得同样的效果。
实施例15在实施例14中,描述了通过任意改变二次流吸入口42的开口率实现封闭静压的变化、特别是高静压化。但是,当减少二次流吸入口42的开口率使封闭侧静压增大时,相反该开口率也减少了敞开风量的增大量。而下文叙述通过在二次流吸入口42处设置根据二次流通道内的静压自动开闭的开关,以适应于使封闭侧高静压成为必要的状态、敞开侧的大风量成为必要状态的任一状态的装置。
图45是表示本发明实施例15的换气送风装置的断面透视图,图46是沿着包含其中心轴线的平面剖开的断面图。关于与实施例14同样的部分,其说明省略。在图中,120是设置在二次流吸入口42的诱导盘77内部一侧的可自由开闭的诱导开关,仅朝前述诱导盘77的内部方向打开。在诱导盘77的上游端与吸入圆筒部73的上游端之间设置具有任意个开口部152的盖151。在开口部152上安装有诱导开关120。该开关120只限于由厚度比较薄的赛璐珞、塑料、发泡苯乙烯等组成的轻量而且具有良好坚固性的材料构成,并通过支撑部件153可以轻轻开闭地安装在吸入圆筒部73一侧。关于诱导开关120的支撑方法,必须考虑采用使诱导开关120的开闭平滑地进行的任何方法,例如,将诱导开关120的支撑部件153做成圆筒状,在该圆筒内部插入铁芯、金属丝等直线部件,使该支撑部件153的两端可以转动地固定在盖151上或吸入口圆筒部73的外周侧的方法,或者采用利用合叶等开闭部件的方法。
下文利用图46的断面图叙述该装置的动作。在诱导盘77及导向板76的排出口80一侧的压力损失为0mmAq即敞开条件时,通过来自于离心风扇70的一次流31的诱导效果,在诱导盘77及导向板76之间的空间中形成二次流32。由于借助于该诱导效果,使诱导喷嘴内部为负压,在诱导开关120的表里面上产生压差,使诱导开关120以支撑部件153为中心转动,打开二次流32的通道48,二次流32通过开口部引入诱导盘77及导向板76之间的空间中。
于是,当排出口80一侧的压力损失逐渐增大时,喷到诱导盘77内的一次流31的流速减少,同时,诱导量的减少也导致了总流量的减少。当压力损失进一步增大时,诱导盘77内壁面上的静压上升,最终超过吸入口外部的大气压。这时,如果使用的是实施例5的前述换气送风装置,就会在二次流吸入口42处产生逆流。但是,在本实施例中,由于在二次流吸入口42处设置了可自由开闭的在压力作用下自由开闭的诱导开关120,因此,通过诱导盘77内部空间的静压上升,使该开关120朝关闭二次流吸入口42的方向移动,达到与止回阀相同的效果。因而,即使以上排出侧的压力损失增大,也不会产生来自二次流吸入口42的逆流现象,显示出与非诱导式送风机同样的送风性能。
另外,上述诱导开关120的支撑部件153设置在吸入圆筒部73一侧,但是,也可以设置在二次流吸入口42的诱导盘77一侧。
如上文所述,由于只在二次流吸入口42上的诱导盘77内壁面一侧设置可自由开闭的诱导开关120,因而,可同时得到封闭侧的高静压与敞开侧的大风量。
实施例16关于利用离心风扇的换气送风装置,已经描述了控制从诱导盘77及导向板76的排出口80喷到外部空间的喷出风的方向的装置。在实施例5的利用离心风扇的换气送风装置中,诱导盘77与导向板76分别平行地设置着。进一步,在实施例6的利用离心风扇的换气送风装置中,诱导盘77与导向板76的任何一方或双方以平滑接近并使通道断面变窄的方式构成。
图12是诱导盘77与导向板76分别平行地设置的换气送风装置的断面图,从离心风扇70吹到诱导盘77与导向板76所围成的空间的一次流31,通过剪切面诱导二次流32,并沿着导向板76从排出口80喷出,再朝箭头131所示的方向排放到外部空间。这些可通过下面的方法进行确认,即会从一次流吸入口41和二次流吸入口42双方吸进含有水蒸汽的气体,进一步,从前述换气送风装置侧方照射狭缝状的光源,便可以看到喷出风。
此外,图15是导向板76平滑地靠近诱导盘77的方向以形成狭窄的通道断面的换气送风装置的断面图,与图12的换气送风装置的情况相同,通过以水蒸汽为示踪剂观察流动的试验,可以确认图15的喷出风沿箭头131所示的相对于诱导盘77倾斜的方向的弯曲。这样,通过调整导向板76的角度,可以任意地调节朝外部空间的喷出角度。
图47是本发明的实施例16的换气送风装置的断面图。与实施例5相同的部分的说明省略。图中133是用于固定支持离心风扇70的送风机支撑部件;134是用于将导向板76与诱导盘77相互固定的固定悬吊件;135是设置在导向板76一端的可自由转动的可变接合部;137是通过可变接合部135与导向板76相连的底板;136是设置在离心风扇70与底板137之间并从下方支撑离心风扇70的弹簧;θ是导向板76与水平方向的夹角。另外,离心风扇70的轴是沿垂直方向设置的。
下文叙述动作。当底板137接近离心风扇70时θ角减小,θ=0°时底板137与导向板76处于同一平面,这与实施例5的结构的动作相同。相反,当底板137远离离心风扇70时θ角变大。在θ为0°时,如前述那样,诱导盘77与导向板76处于同一平面,从排出口80喷向外部空间的风以基本平行于导向板76的方式喷出。当θ角逐渐变大时,诱导盘77与导向板76的夹角变大,从排出口80喷出的风朝诱导盘77一侧弯曲,沿斜上方喷出。如果θ角进一步变大时,喷出风的风向变化的角度也增大。
由于采用了导向板76的角度θ是可以变化的结构,换言之,导向板76相对于离心风扇70的轴向的角度是可以变化的结构,因此,可以改变从排出口80喷向外部空间的喷出风的喷出角度,能向任意场所喷风。
另外,代替上述弹簧136,也可以采用高度尺寸可变的支撑部件。
当然,除了导向板76的角度可以变更以外,任意调节诱导盘77的安装角度或者调整诱导盘77与导向板76双方的角度,都可以达到同样的效果。
实施例17在本实施例中,只叙述与实施例16不同的关于风向的控制。与实施例5同样的部分的说明省略。
图48是表示本发明实施例17换气送风装置的透视图。图中138是安装在诱导盘77与导向板76下游端并可以任意调节安装角度的改变风向的折叶。
用于控制喷出风方向的折叶机构是广泛应用于空调排出口、送风机排出口等的技术,但是,也适用于控制利用诱导效果的换气送风装置的喷出风的方向。图49是用于说明改变风向的折叶的断面图,其中,(a)示出了设置于诱导盘77及导向板76下游端的改变风向的折叶138朝吸入口一侧(图中上方)倾斜时,从排出口80喷出的喷出风朝图中斜上方喷出的情况。相反,(b)示出了设置于诱导盘77及导向板76下游端的改变风向的折叶138朝电动机33一侧(图中下方)倾斜时,从排出口喷出的喷出风朝图中斜下方喷出的情况。
因此通过任意变更改变风向的折叶的角度,可朝所希望的方向喷风。
实施例18就实施例1所描述的利用轴流风扇的换气送风机的低噪音化进行叙述。与实施例1相同的部分的说明省略。图50是表示本发明实施例18的换气送风装置的局部做了剖视的断面透视图。图中,139是用于连接诱导喷嘴38与轴流风扇30的壳体34的诱导喷嘴支撑部件。在实施例1的换气送风装置的输入为100V时实测的结果确认在二次流吸入口42中的吸入流速约为5.0m/s。此外,通过分析同时测得的噪音的频率,可以确认具有与诱导喷嘴支撑部件139的直径和二次流32的流速相关的特定频率下的噪音。该噪音是由二次流32经过诱导喷嘴38与壳体34围成的区域时与诱导喷嘴支撑部件139冲击发生的卡门涡旋引起的流体噪音。这里,如图51所示,采用把诱导喷嘴支撑部件139的断面形状做成(a)图所示的翼形、(b)图的椭圆翼形等的流线形状结构,可以降低流体噪音。实际中,采用图中断面形状为翼形诱导喷嘴支撑部件的情况,与采用(c)图的圆柱形的结构相比,可以实现约1.0dBA的低噪音化。
这样,通过将用于连接诱导喷嘴38与壳体34的诱导喷嘴支撑部件139的断面形状做成流线形,可以降低二次流32与诱导喷嘴支撑部件139冲击时所引发的流体噪音,实现低噪音化。
实施例19实施例18的换气送风装置是用于降低二次流32与诱导喷嘴支撑部件139冲击时所引发的流体噪音的技术。但是,在这种方法中,不能消除诱导喷嘴38内部发生的共鸣噪音与回声。图52是本发明实施例19的换气送风装置的断面图,与实施例1相同部分的说明省略。图中,140是设置在诱导喷嘴38内侧并与之隔开的有透气性的板状部件,由例如多孔质的塑料等构成。141是设置在有透气性的板状部件140与诱导喷嘴38之间的背面空气层。通过设置有透气性的板状部件140及背面空气层141,具有吸收该特定频率带下的音波的性能。本实施例通过设置与诱导喷嘴38内所产生的共鸣音、回声的频率相一致的背面空气层141,可进一步吸收噪音。
实施例20就实施例5所示的利用离心风扇的换气送风机的低噪音化进行描述。图53是本发明实施例20的结构图,其中(a)是换气送风装置的断面图。与实施例5相同的部分的说明省略。图中,142是用于将诱导盘77支撑在导向板76上的诱导盘支撑部件,143是将与吸入圆筒部73连通的圆环状吸入辅助板74和导向板76连接并支撑的吸入圆筒部支撑部件。吸入圆筒部73与诱导盘77的支撑方法可以考虑使用各种方法,但是,在例如图53(a)所示的位置处支撑两个构架体的场合,由于来自离心风扇70的喷出风在高速下会与诱导盘支撑部件142、吸入圆筒部支撑部件143同时发生冲击,引起涡流发生,随着涡流的发生会引发特定频率的流体噪音。因此,通过采用例如图53(b)所示的将两个支撑部件142、143的断面形状做成翼形或椭圆翼形等流线形结构,可以降低喷出风冲击时引发的流体噪音。在两个支撑部件142、143为圆柱形的场合也可以使用直径大的结构。如果直径比较小会产生高频率的噪音,这种噪音是聒耳的噪音。此外,由于随着冲击而引发的流体噪音会在冲击流体的流速变小时急剧减少,因此,诱导盘支撑部件142希望尽可能地设置在从离心风扇70离开的喷出风的流速降低的位置,在这种结构中可以设置在排出口80的附近。
进一步,关于图53的吸入圆筒部的支撑方法,由于吸入圆筒部支撑部件143设置在离心风扇70的喷出位置之后时,冲击的喷出风的流速最大、流体噪音也比较大。因此,可以采用图54所示的结构,即将吸入圆筒部支撑部件143设置在把二次流吸入口42附近的诱导盘77内壁与吸入圆筒部73外壁连接的位置,而且与图53的结构一样,将诱导盘77用诱导盘支撑部件142尽可能地支撑在从离心风扇70离开的排出口80附近。根据这种结构,由于吸入圆筒部支撑部件143与流速比较缓慢的二次流32发生冲击,因此,与做成图53(b)所示的同样形状合在一起,可以进一步降低流体噪音。
这样,断面形状做成翼形、椭圆形等的流线形或直径比较大的圆状的诱导盘支撑部件142尽可能地设置在距离离心风扇70比较远的地方,而且,由于适当地做成与诱导盘支撑部件142同样的形状的吸入圆筒部支撑部件143把诱导盘77与吸入圆筒部73连接地设置在二次流吸入口42附近,结果,可以进一步降低流体与支撑部件冲击时引发的噪音。
实施例21本发明的换气送风装置可以作为换气装置使用,当然,也可以作为大风量的送风装置使用。
近年来,多样化大空间的建筑如工厂、体育馆、大厅、圆顶屋、观众席等不断增加。这种大空间的环境控制与小规模空间的环境控制不同,带来了一些新的特殊问题,表现出例如天花板高度、空间容积、居住区域的不均等。在天花板比较高的空间,很容易产生上下温度分布不均。例如,在有暖气设备的场合,暖气上升并滞留在天花板附近,另一方面,在有冷气设备的场合,冷气下降并滞留在地板附近,这些现象会使温热环境劣化。
此外,在空间体积比较大的场合,不仅垂直方向大是个问题,水平方向大也是个问题。由于空调装置的吸入口及排出口的数目是有限的,因而,在大多数情况下很难得到沿整个水平方向都是均一的空调空间。进一步,由于大空间的居住区大多数偏置在空间底部,居住区在大空间整体中所占容积的非常小,因而用于环境控制所投入的能量大半都浪费在居住区以外的空间上。
那么,首先,在图55示出了作为用于缓和垂直方向温差的消除上下温差的循环器的换气送风系统的配置。它是采用了本发明的例如图1所示的换气送风装置。图中,101是具有高天花板102及底面103的空间。换气送风装置105设置在天花板102附近,其一次流吸入口41与二次流吸入口42朝向天花板102一侧,排出口44朝向地面103一侧。
下文叙述动作。当换气送风装置105运转时,从一次流吸入口41吸入滞留在天花板102附近的空气,由于吸入的一次流31喷出到诱导喷嘴38内,利用诱导作用诱导二次流32,并从排出口44喷出。这时诱导的二次流32从二次流吸入口42供给到换气送风装置105内部,因而,换气送风装置105的整体风量是一次流31与二次流32的总和。也就是说,从天花板102附近吸入并从排出口44喷出的空气量在送风机直接喷出的风量以上。喷出的喷射流104到达地面103后成为平行于地面103的气流,再进一步变成大的循环流,向天花板102方向流动。这样,通过形成从天花板102到地面103、再从地面103到天花板102的循环流,可以消除空间101内高度方向上的温差。
如上所述,将利用诱导流的本发明的换气送风装置作为循环器来使用,由此,小输入也具有大风量的输送能力,从而可以有效地解决大空间的高度方向的温度差。
再者,如图所示,使用多台换气送风装置,由此,可以缓和更大范围空间的高度方向的温度差。
实施例22在实施例21中,描述了将本发明的换气送风装置用于消除高度上的温度差的循环器的情况,但是,本发明的换气送风装置也可以用作为消除水平方向温差的循环器。由于在水平方向比较大的空间中,利用热交换器进行温度调节(温调),从空调排出口喷向大空间内的空气,不能从空调排出口到达距离较远的场所,只能对空调排出口附近进行温调。因此,需要在从空调排出口喷出的温调空气到达的范围内设置换气送风装置,以消除空间内水平方向的温差。
图56是表示实施例22的用于消除空间内水平方向的温差的换气送风系统的配置图。图中,106是用于空间101中的环境控制的热交换器,107是用于把热交换器106中的温调空气导向到空间101中的通道,108是把空气从通道107喷向空间101内的空调排出口,109是通过温调的空气。换气送风装置105设置在从空调排出口108喷出的温调空气109可以达到的范围内,使一次流吸入口41及二次流吸入口42朝向空调排出口108的方向,排出口44朝向温调空气109想达到的空间。
下文叙述动作。由热交换器106所产生的温调空气109经过通道107从空调排出口108喷出到空间101内。借助于换气送风装置105的运转,将来自空调排出口108的温调空气与周围空气一起从一次流吸入口41与二次流吸入口42吸入,再从排出口44喷出。其风量为一次流31与二次流32的总和。喷出的喷射流104可以从空调排出口108到达比较远的地方,对该地方进行空调。
如上文所述,通过把利用诱导流的本发明的换气送风装置作为循环器使用,即使输入小也能得到大风量的输送能力,因此可以高效率地消除大空间中水平方向的温差。
进一步,如果利用图示的数台换气送风装置105,用一台换气送风装置105如上所述把来自空调排出口108的温调空气109向远方喷出,在该喷出的喷射流104可以到达的范围内再设置其他的换气送风装置105,由此,使温调空气109喷向更远的地方,采用这种情况,通过串联逐级输送空气,可以缓和更广范围内的水平方向的温差。
实施例23在地下停车场或工厂等的封闭大空间里,空间内污染空气的换气方法已成为问题。以往利用这样大规模的换气送风装置,即在空气所到达的场所设置污染空气吸入口,将该吸入口与长而大的通道配管相连,通过该配管把污染空气排到室外。在这样的通道配管式换气系统中,由于通道配管需要相当大的费用,由通道引起的压力损失也很大,必须使用能力大的排气用鼓风机,这导致了价格性能比不良的缺陷。于是示出了利用本发明换气送风装置的不需使用通道配管的无通道空气输送方式的一个例子。
图57是实施例23的换气送风系统的配置图。图中,111是空间101内的污染源,例如,它是停车场的汽车、工厂的排出废气的装置、在大厅、大型办公室排出二氧化碳的人。112是来自污染源111的污染空气,113是将污染空气112从室内2排向室外3的主换风扇。换气送风装置105是这样设置的,其一次流吸入口41与二次流吸入口42位于有自污染源111产生的污染空气112的场所,同时,使排出口44朝向打算输送污染空气112的方向开口。
下文叙述动作。换气送风装置运转时,污染空气112与周围空气一起从一次流吸入口41与二次流吸入口42吸入,并从排出口44排出。其风量为一次流31与二次流32的总和。如果输送距离比较短,喷出的喷射流由主换风扇113排出。如果输送距离比较长,在喷出的喷射流可以到达的范围内设置其他的换气送风装置105,由该换气送风装置105进一步向主换风扇113输送污染空气112,如图所示,污染空气112由数台换气送风装置105依次输送,最后,再从主换风扇113排到室外3。
这样,通过把利用诱导流的本发明的换气送风装置作为无通道式空气输送用换气送风装置使用,即使输入小也能得到大风量的输送能力,因此,可实现大空间的换气高效率化。
实施例24在实施例21至23中,通过把数台实施例1的利用轴流风扇的换气送风装置进行组合,构成了循环器、无通道式空气输送系统、换气空调系统等。可是通过把实施例5的利用离心风扇的换气送风装置与利用轴流风扇的送风装置组合在一起,就有效地构成用于空气输送的系统,下面就其结构进行描述。图58是表示本发明实施例24的换气送风系统的透视图。图中148是作为第一换气送风装置的轴流式诱导换气送风装置,149作为第二换气送风装置的离心式诱导换气送风装置,两者分别与实施例1、实施例5所示的换气送风装置相同。如图实施例5所述的离心式诱导换气送风装置149,具有把从一次流吸入口41与二次流吸入口42吸入的气体再从诱导盘77与导向板76的排出口80成放射状喷出的性质。利用这种性质,并且把离心式诱导换气送风装置149配置在天花板上,使其吸入口朝向地面,即以与图11的上下方向相反的方式配置。再在该离心式诱导换气送风装置149周围配置数个轴流式诱导换气送风装置148,使该轴流式诱导换气送风装置148的轴向与离心式诱导换气送风装置149的喷出风的方向大体一致,而且,使轴流式诱导换气送风装置148的一次流吸入口41与二次流吸入口42朝向离心式诱导换气送风装置149的排出口80。
下文叙述动作。轴流式诱导换气送风装置148与离心式诱导换气送风装置149动作时,通过离心式诱导换气送风装置149把其下方的空气沿垂直方向向上吸,再从一次流吸入口41与二次流吸入口42吸入。这时,由于离心式诱导换气送风装置149采用了如实施例5所示的增大吸入风量的结构,从而,能够有效地把下方的气体向上方吸到天花板附近。接着,被吸入到离心式诱导换气送风装置149内的气体从诱导盘77及导向板76的下游端所形成的排出口80呈放射状地喷出,并扩散到周围空气中。呈放射状扩散的喷出风,再从配置在其流速减弱之前的位置的数台轴流式诱导换气送风装置148的一次流吸入口41与二次流吸入口42吸入,然后通过诱导喷嘴38的排出口44,经再度增速后输送到远方。
此外,在图58中示出了把一台离心式诱导换气送风装置149和四台轴流式诱导换气送风装置148组合在一起的结构,但是,把更多的轴流式诱导换气送风装置148与离心式诱导换气送风装置149进行组合,或在更大的范围内有效地进行气体的输送等的任意组合的结构都是适用的。
这样,由于采用了轴流式诱导换气送风装置148与离心式诱导换气送风装置149进行组合而构成的系统,不但增大了输送流量,而且可以在更大的范围内有效地进行气体的输送。
通过上文所述,根据本发明第1观点的换气送风装置,由于备有设置在一次流的吸入侧至排出侧的用于在一次流的排出侧诱导二次流的诱导部,因而,换气送风量为一次流与二次流的总和,能增大了流量,还可以达到了抑制排出的风速、低噪音化的目的。
根据本发明第2观点的换气送风装置,由于具有设置在一次流的吸入侧至排出侧的诱导喷嘴,该诱导喷嘴覆盖一次流导向件,并从该导向件的下游端向下游侧进一步延伸,因而可以达到与上述同样的效果。
根据本发明第3观点的换气送风装置,由于采用了轴流风扇及圆筒状一次流导向件,可以实现结构比较简单的诱导式换气送风装置。
根据本发明第4观点的换气送风装置,当一次流导向件的直径为D0、诱导喷嘴的排出口直径为D1、从一次流导向件的排出口到诱导喷嘴的排出口的轴向距离为L、在送风机上安装有一次流导向件时的喷射流的展开角为α1时,由于下式成立0.5≤D1/(D0+2Ltanα1)≤1.5因此,可以降低流向诱导喷嘴的喷射流冲击所引起的压力损失,或者可以缩小朝向诱导喷嘴内部的逆流所引起的流量的减少,可以有效地进行换气送风。
根据本发明第5观点的换气送风装置,由于在诱导喷嘴排出口附近设有整流板,因而,可以除去从诱导喷嘴排出口喷出的喷射流的旋流成分,抑制从诱导喷嘴喷出后的引导作用,增大了喷射流可到达的距离。
根据本发明第6观点的换气送风装置,由于设置有使流向诱导喷嘴排出口外缘的一次流的一部分流动的通道,在主流的周围形成低速辅助流,可以减少从诱导喷嘴喷出后的引导作用,增大了喷射流可到达的距离。
根据本发明第7观点的换气送风装置,由于护罩与诱导喷嘴的下游端相连,可抑制外风的恶劣影响。
根据本发明第8观点的换气送风装置,由于送风机是离心风扇,一次流导向件的排出侧导向件是配置在离心风扇外径侧的圆筒状,因而,通过采用离心风扇,可以实现轴向送风的诱导式换气送风装置。
根据本发明第9及第15观点的换气送风装置,由于设有用于开闭二次流通道的二次流通道开闭手段,因而,通过改变开口状态,可以适应于要求大风量与要求高静压的两种场合。
根据本发明第10观点的换气送风装置,由于在诱导喷嘴内侧设置具有透气性的板状部件,降低了噪音。
根据本发明第11观点的换气送风装置,由于设置了诱导盘,该诱导盘把离心风扇、对一次流导向的吸入侧导向件、在离心风扇吸入侧的相反侧并沿半径方向对一次流导向的导向板以及吸入侧导向件盖住,并在诱导盘与导向板之间形成排出口,因而,利用离心风扇可以实现沿半径方向送风的诱导式换气送风装置,而且,增大了换气送风量,还抑制了风速,实现了低噪音化。
根据本发明第12观点的换气送风装置,由于诱导盘与导向板之间的间隔朝外周缘逐渐变小,因而,可以有效地诱导二次流。
根据本发明第13观点的换气送风装置,当离心风扇的直径为D2、导向板的直径为D3、离心风扇的喷出宽度为H0、诱导盘的外周缘与导向板的外周缘所形成的排出口宽度为H1、在离心风扇上安装导向板时的展开角为α2时,由于有下式成立0.5≤2H1/{2H0+(D3-D2)tanα2}≤1.5因此,可以降低流向诱导盘的喷射流冲击所引起的压力损失,或者缩小来自排出口的逆流所引起的流量的减少,可以有效地进行换气送风。
根据本发明第14观点的换气送风装置,由于设有把导向板与诱导盘之间的一部分封闭的侧板,因而可以防止外风的恶劣影响。
根据本发明第16观点的换气送风装置,通过检测静压,可以控制二次流通道开闭手段,另外,根据本发明第17观点的换气送风装置,利用静压的压力作用,可自动打开或关闭二次流开闭手段,因而可以自动改变同时适应于这些状况变化的大风量或高静压。
根据本发明第18观点的换气送风装置,通过改变导向板的角度,可以改变从排出口喷出的方向。
根据本发明第19观点的换气送风装置,由于在二次流吸入侧附近及排出口附近分别设置吸入圆筒部支撑部件及诱导盘支撑部件,因而,在流速比较小的位置,可以减少噪音。
根据本发明第20观点的换气送风系统,由于权利要求2所记载的换气送风装置的吸入侧朝向权利要求11所记载的换气送风装置的排出口而设置,因而,来自上述排出口的喷出风可进一步送向远方,实现了在大范围内的大风量空气的输送。
权利要求
1.一种换气送风装置,是进行换气或送风的换气送风装置,其特征是,它包括用于产生一次流的送风机、对上述一次流导向的一次流导向件以及诱导部,该诱导部设置在从上述一次流吸入侧至排出侧,并对在上述一次流排出侧由一次流引导作用而产生的二次流进行诱导。
2.一种换气送风装置,是进行换气或送风的换气送风装置,其特征是,它包括用于产生一次流的送风机、用于覆盖该送风机并对上述一次流导向的一次流导向件以及设置在从上述一次流的吸入侧至排出侧的诱导喷嘴,该诱导喷嘴与上述一次流导向件隔开,并覆盖该一次流导向件,而且从该一次流导向件的下游端进一步向下游侧延伸。
3.根据权利要求2所述的换气送风装置,其特征是,送风机为轴流风扇,一次流导向件做成圆筒状。
4.根据权利要求3所述的换气送风装置,其特征是,当一次流导向件的排出口直径为D0、把诱导喷嘴做成圆筒状时其排出口直径为D1、从上述一次流导向件的排出口到上述诱导喷嘴的排出口的轴向距离为L、在送风机上安装有上述一次流导向件时的来自上述一次流导向件排出口的一次流的展开角为α1时,下式成立0.5≤D1/(D0+2Ltanα1)≤1.5
5.根据权利要求3所述的换气送风装置,其特征是,在诱导喷嘴排出口附近设有整流板,用于对轴流风扇的旋转所引起的流动中的旋流成分进行整流。
6.根据权利要求2所述的换气送风装置,其特征是,送风机是离心风扇,一次流导向件由设置在上述离心风扇吸入侧的吸入侧导向件和圆筒状的排出侧导向件构成,该排出侧导向件设置在上述离心风扇的外径一侧,与该离心风扇隔开,并用于覆盖该离心风扇。
7.根据权利要求2所述的换气送风装置,其特征是,还包括使由一次流诱导的二次流流动、用于打开或关闭一次流导向件与诱导喷嘴之间的通道的二次流通道开闭装置。
8.一种换气送风装置,是用于换气或送风的换气送风装置,其特征是,它包括用于产生一次流的离心风扇;设置在该离心风扇吸入侧并对上述一次流导向的吸入侧导向件;具有大于上述离心风扇直径的外形尺寸、设置在上述离心风扇吸入侧的相反侧并沿半径方向对上述一次流导向的导向板;与上述吸入侧导向件隔开并覆盖该导向件的诱导盘,在该诱导盘与上述导向板之间形成排出口。
9.根据权利要求8所述的换气送风装置,其特征是,导向板与诱导盘之间的间隔朝它们的外周缘逐渐变小。
10.根据权利要求8或9所述的换气送风装置,其特征是,当离心风扇的直径为D2、导向板做成圆形时其直径为D3、上述离心风扇的喷出宽度为H0、在上述诱导盘的外周缘与导向板的外周缘所形成的排出口宽度为H1、在上述离心风扇上安装吸入侧导向件及上述导向板时的来自离心风扇的一次流的展开角为α2时,有下式成立0.5≤2H1/{2H0+(D3-D2)tanα2}≤1.5
11.根据权利要求8或9所述的换气送风装置,其特征是,设有使由一次流所诱导的二次流流动并用于打开或关闭吸入侧导向件与诱导盘之间的通道的二次流通道开闭装置。
12.根据权利要求7或11所述的换气送风装置,其特征是,还包括利用上述通道内静压的压力作用,可自动打开或关闭二次流通道的二次流通道开闭装置,该二次流通道开闭装置在二次流通道内的静压为负值时关闭该通道,而当二次流通道内的静压为正值时打开该通道。
13.根据权利要求8所述的换气送风装置,其特征是,导向板相对于离心风扇轴向的角度可以改变。
14.根据权利要求8所述的换气送风装置,其特征是,在由一次流诱导的二次流吸入侧附近设置有把诱导盘与吸入侧导向板连接在一起并使两者互相支持的吸入圆筒部支撑部件,而在排出口附近设置有把上述诱导盘与导向板连接在一起并使两者互相支持的诱导盘支撑部件。
15.一种换气送风系统,其特征是,将权利要求2或8所述的换气送风装置分别作为第一和第二的换气送风装置而设置,上述第一换气送风装置的吸入侧朝向上述第二换气送风装置的排出口,而上述第一换气送风装置的轴向与来自上述第二换气送风装置的排出口的喷出风方向一致。
全文摘要
一种换气送风装置及换气送风系统,设置有轴流风扇30、用于覆盖该轴流风扇30的圆筒状壳体34、用于覆盖壳体34并且其下游端45从壳体34的下游端40进一步向下游侧延伸的圆筒状诱导喷嘴38。利用来自壳体34的喷射流(一次流31),可以诱导该喷射流周围的诱导喷嘴38内的空气,使其变成二次流32,因而,增大了整体换气送风量,该风量是一次流31与二次流32的总和。这样,不仅增大了换气送风量,而且可实现低噪音化。
文档编号F04D29/66GK1207476SQ9712622
公开日1999年2月10日 申请日期1997年11月19日 优先权日1996年11月20日
发明者大岛丈治, 古藤悟, 土井全, 今村八千代, 橘功, 小林繁巳 申请人:三菱电机株式会社