CN110608181A - 建筑廊道非阻力平方区送风装置 - Google Patents

建筑廊道非阻力平方区送风装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种建筑廊道非阻力平方区送风装置，该送风装置包括叶片固定结构和多个叶片，所有叶片以叶片固定结构的轴心为圆点，围绕叶片固定结构连接在叶片固定结构四周形成圆形的送风装置，相邻叶片之间具有空隙，所有空隙共形成四组出风口。该装置能使于L形建筑空间空调送风更加均匀，不同位置的风速以及整个房间的送风可及性均得到保障。

Description

建筑廊道非阻力平方区送风装置
技术领域
本发明属于通风空调领域，涉及通风空调房间内风口的改进，具体涉及一种建筑廊道非阻力平方区送风装置。
技术背景
许多紧凑型户型，由于面积小(30-50m2)、空间有限，多设计成开间，如果要同时满足书房、衣帽间、卫浴、厨房等功能，常常在一个开间内会使用非承重的隔断隔开形成多个功能区，入户门处通常会形成狭长的走廊通道，如同刀柄，床头位置一般位于刀头处，这种户型在房地产领域的口头叫法是刀把型户型，刀把型户型最大的缺点就是空间狭小，空气流动性差，因此良好通风显得格外重要。
目前百叶风口、散流器、喷口等风口应用较为规范，但这些风口在规则的(如方形、矩形等)建筑几何空间的气流组织效果较好，L型建筑廊道空间的气流组织效果并不理想。L型建筑空间送风，若仍然采用普通风口送风方式，则从风口吹出来的气流受到建筑空间的限制，容易造成L形90°折线位置附近气流大，L型两端处气流微弱，整个房间的不均匀，送风效果差、人员不舒适等后果。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种建筑廊道非阻力平方区送风装置，用于L型建筑廊道的通风，解决L形建筑廊道空间送风效果差的问题。
为达到上述目的，本发明实现过程如下：
一种建筑廊道非阻力平方区送风装置，包括叶片固定结构和多个叶片，所有叶片以叶片固定结构的轴心为圆点，围绕叶片固定结构连接在叶片固定结构四周形成圆形散流器，相邻叶片之间具有空隙，该空隙形成出风口，每个出风口的角度值y满足：
其中，y0为常数，取值为1.01782±0.00493；
w为常数，取值为0.19335±0.00271；
xc为常数，取值为0.69813±0.00172；
A为常数，取值为-0.62179±0.00597；
以叶片固定结构的轴心为圆点建立二维坐标系，二维坐标系水平正方向规定为0°，n为第n个出风口，n≤s。
具体的，所有空隙共形成四组出风部，分别为组Ⅰ出风部、组Ⅱ出风部、组Ⅲ出风部和组Ⅳ出风部，该四组出风部按照组Ⅰ出风部、组Ⅱ出风部、组Ⅲ出风部和组Ⅳ出风部的顺序围成圆形散流器；
所述的组Ⅰ出风部仅有一个出风口，该出风口的角度大小为190°—230°；
所述的组Ⅱ出风部含有多个出风口，组Ⅱ出风部中所有出风口的角度大小之和为35°—80°；
所述的组Ⅲ出风部仅有一个出风口，该出风口的角度大小为10°—50°；
所述的组Ⅳ出风部含有多个出风口，组Ⅳ出风部中所有出风口的角度大小之和为35°—80°。
优选的，所述的组Ⅰ出风部的出风口角度大小为200°；所述的组Ⅱ出风部包括2-7个出风口，角度之和为70°，并且组Ⅱ出风部两侧的出风口的角度最大，位于组Ⅱ出风部中间的出风口的角度最小。
更优选的，所述的组Ⅱ出风部包括7个出风口，7个出风口的角度大小依次为10°、9°、6°、4°、6°、9°、10°。
优选的，所述的组Ⅳ出风部的角度大小为70°，并且组Ⅳ出风部包括2-7个出风口，位于组Ⅳ出风部两侧的出风口的角度最大，位于组Ⅳ出风部中间的出风口的角度最小。
更优选的，所述的组Ⅳ出风部包括7个出风口，7个出风口的角度大小依次为10°、9°、6°、4°、6°、9°、10°。
具体的，所述的叶片固定结构为圆台，所述的圆台的母线与圆台底面的夹角为45°；叶片为空间多面体封闭结构，该空间多面体的纵向截面为不规则四边形，该不规则四边形的其中一条边沿着圆台侧面设置，与该不规则四边形的其中一条边相邻的上底边长度不小于出风口半径，与该不规则四边形的其中一条边相邻的下底边长度为上底板长度的2倍。
更具体的，所述的叶片固定结构为圆台，所述的叶片为空间多面体封闭结构，该空间多面体具有一条边和五个面，该条边与圆台的侧面接触并沿着圆台其中一条母线设置，与该条边邻接的上底面和下底面均为三角形结构，两个三角形面的顶点分别位于圆台上底面处和下底面处，剩余三个面为四边形结构。
更具体的，所述的叶片固定结构为圆台，所述的叶片为空间多面体封闭结构，该空间多面体具有六个面，其中一个面为三角形结构，该三角形结构位于圆台的侧面并沿着圆台其中一条母线对称设置，与该三角形相邻接的上底面也为三角形结构，两个三角形面的顶点均位于圆台上底面同一位置，其余四个面均为四边形结构。
本发明所述的新型圆形散流器用于L型建筑廊道，设置在L型的折线拐点位置，并且组Ⅱ出风部或组Ⅳ出风部朝向L型的L长边或L短边。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明针对L形建筑廊道空间的送风现状，提供一种用于L形建筑廊道空间的建筑廊道非阻力平方区送风装置，该装置能使于L形建筑廊道空间空调送风更加均匀，不同位置的风速以及整个空间的送风可及性均得到保障，能满足人体在整个空间不同位置的热舒适。
本发明的装置为一代多结构，即仅在房间中央设置一个该送风装置，用一个送风装置代替多个送风装置，就能使空调送风在整个房间内均匀分布。同时，本发明所提出的送风装置，具有低Re数，即低雷诺数，因为本发明在进行送风装置结构设计的时候就是在低Re数条件下进行模拟的，气流运行平稳，在建筑中风口应用时有风速限制，其最大尺寸小于600mm，风口流速收到噪音限制低于5m/s，因此，其Re数小于2×105，风速小，Re小，在保证房间送风均匀性的同时，送风可及性效果更优，满足人体在房间不同位置处的热舒适性。
本发明的叶片固定结构为45°流畅的圆台结构，气流流出时会先经过圆台的弧形过渡段，再从经特殊设计的楔形出风口以适宜的风速流出，综合使得人体的热舒适性最佳。
附图说明
图1为本发明L形建筑廊道中的送风装置三维图(图中箭头代表出风口送风方向)。
图2为本发明L形建筑廊道中的送风装置剖视图。
图3为本发明L形建筑廊道中的送风装置俯视图。
图4为L形建筑廊道中的送风装置风口布置示意图。
图5为本发明L形建筑廊道中的送风装置送风效果示意图。
图6为本发明L形建筑廊道送风装置的随风口角度变化的速度分布图。
图7为L形建筑中的传统圆形散流器效果示意图。
图8为风口位置弧度与角度系数关系图。
图中：1为出风口，2为叶片，3为叶片固定结构。
具体实施方式
发明人研究发现，L形建筑廊道空间送风，需要考虑两个相互垂直平面的空间限制。若仍然采用普通风口送风方式，则从风口吹出来的气流受到建筑空间90°角所对应的垂直方向的面或水平方向面的限制，容易造成一面有风，一面无风，不能合理地规划气流组织，造成L形建筑内通风效果差、人员不舒适等。散流器吹出来的原始空气辐射状射向各个方向，诱导率较大，导致具有高动量的射流迅速扩散。目前并没有合适的散流器结构用于L形建筑空间内的送风。本发明提出的建筑廊道中的送风装置，尤其用于L形建筑廊道空间，有显著的通风改善效果。另，本发明所述的L形建筑廊道，指的是建筑廊道平面形状为L形。其他类似于L形的建筑设计，也在本发明的是送风装置的应用范围内。
本发明所指的非阻力平方区(即低Re数)是指气流的流动状态可分为层流区(Re<2000，阻力系数仅与Re有关)、临界过渡区(Re＝2000-4000，阻力系数仅与Re有关)、紊流光滑区(Re>4000，阻力系数仅与Re有关)、紊流过渡区(阻力系数与Re和粗糙度有关)、阻力平方区(阻力系数仅与粗糙度有关)。在阻力平方区内气流流动的阻力系数与Re无关，且此时沿程阻力与速度平方成正比；而非阻力平方区内气流流动特性主要受到Re的影响，目前基于阻力平方区的送风标准并不能适用于本发明低Re数状态下的送风特性。
本发明所指的一代多是指：用一个风口替代多个风口，且达到均匀送风效果
本发明所指的(L型)建筑廊道是指：走廊便于通行，结构狭长，交汇处会形成不同与传统房间结构的几何形状，例如常见的L型建筑空间结构。许多紧凑型户型，由于面积小(30-50m2)、空间有限，多设计成开间，如果要同时满足书房、衣帽间、卫浴、厨房等功能，常常在一个开间内会使用非承重的隔断隔开形成多个功能区，入户门处通常会形成狭长的走廊通道，转角处会出现L型的建筑廊道，与传统房间结构存在一定差异。
本发明所述的送风装置，指的是在该L型建筑空间中仅设置一个送风装置，该送风装置包括多个叶片，叶片固定在叶片固定装置上，叶片绕叶片固定装置的圆心布置，所有叶片的投影长度相等，共同组成一个圆，因此称之为圆形的送风装置，送风装置的外观呈圆形。
本发明的叶片固定结构为圆台，圆台结构的具体定义见360百科，该圆台为用平行于圆锥底面的截面截取的位于截面与圆锥底面之间的部分，圆台同圆柱和圆锥一样也有轴、底面、侧面和母线，以直角梯形垂直于底边的腰所在直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆台，旋转轴叫做圆台的轴，直角梯形上、下底旋转所成的圆面称为圆台的上、下底面，另一腰旋转所成的曲面称为圆台的侧面，侧面上各个位置的直角梯形的腰称为圆台的母线，圆台的高是上、下底面间的距离。本发明的圆台，母线与地面的夹角优选为45°，会形成45°流畅的圆台结构，气流流出时会先经过圆台的弧形过渡段，再从经特殊设计的楔形出风口以适宜的风速流出，综合使得人体的额热舒适性最佳。
本发明所述的叶片为空间多面体结构，多面体结构的具体定义见360百科，由若干个多边形所围成的空间几何体，叫做多面体。不规则四边形指的是由不在同一直线上四条线段依次首尾相接围成的封闭的无规则的平面图形或立体图形。本发明的纵向截面即垂直截面为不规则四边形，其中，不规则四边形的一条边沿圆台侧面契合设置，与这条边相邻接的上下两个底边，上底边长度为出风口的弯管半径，下底边长度为上底板长度的2倍值。
同时，本发明所述的圆形风口装置安装至送风管道的末端，例如，使用水平的支管连通原送风***，弯管一端与支管连通，同时弯管用于改变送风方向，弯管的另一端弯向L型室内折线90°拐点，弯管的另一端连通本发明的圆形散流器。
本发明的送风***，末端连接本发明的圆形的送风装置，叶片固定结构的形状以及间隔连接的方式决定了本发明的会形成楔形出风口，该新型圆形风口装置上的圆形进风口与通风空调管道/静压箱相连接，楔形出风口沿圆的弧度方向均匀布置，相邻出风口之间以密封的叶片固定结构隔开，气流从圆形进风口流入，经与圆形风口连接的弧形过渡段，从楔形出风口流出。
另，本发明所述的出风口大小，即是叶片固定结构间隔设置形成的间隙大小值，在本领域内，通常可以理解为叶片开度，叶片开度值即表征出风口的大小。代表风口位置角度。当叶片数量固定时，出风口位置角度也是固定值，代表设置出风口的位置，在360°内，设置出风口的位置角度是平均并且相等的，由于每个出风口位置角度内需要得到的叶片开度即出风口大小不一样，因此叶片厚度值不同。在一个风口位置角度内，出风口大小或者说叶片开度是设置在风口位置角度的中间位置，除过出风口或者叶片开度的部分即为密封叶片。风口位置角度与叶片数量有关，例如，在以下的实施例中，组Ⅱ风口位置角度是10°，具体在制造本发明所述的圆形风口装置时，叶片以及叶片开度值的设定可以按照如下简易办法：由于经计算得到组Ⅱ的第一个出风口和第二个出风口分别为10°和9°，第一个风道和第二个风道的风口位置角度均为10°，因此，加工时，第一个叶片厚度为0.5°，依次类推，第二个叶片厚度和第三个叶片厚度分别为2.5°和5°......。
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合附图及实例，对本发明进一步详细说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例提出一种送风装置，包括叶片固定结构和多个叶片，所有叶片以叶片固定结构的轴心为圆点，围绕叶片固定结构连接在叶片固定结构四周形成圆形散流器，相邻叶片之间具有空隙，每个出风口的角度值y满足：
其中，y0为常数，取值为1.01782±0.00493；
w为常数，取值为0.19335±0.00271；
xc为常数，取值为0.69813±0.00172；
A为常数，取值为-0.62179±0.00597；
以叶片固定结构的轴心为圆点建立二维坐标系，二维坐标系水平正方向规定为0°，n为第n个出风口，n≤s。
本发明将平均分成s份，s表示风口分成的份数(取值范围12～24)，从顺时针开始排列n的顺序，n为1、2.、3......S，表示第几份，x取值范围设计的出风口叶片开度y(10°，9°，6°，4°，6°，9°，10°)。
例如：s＝18，n＝1，x＝9°的角度系数：
与以为对称轴的对称关系，角度系数曲线相同，因此不做赘述。
具体的，所有空隙共形成四组出风部，该四组出风口依次为组Ⅰ出风部、组Ⅱ出风部、组Ⅲ出风部和组Ⅳ出风部；
组Ⅰ出风部的一个出风口角度大小为210°。
组Ⅱ出风部包括7个出风口，7个出风口的角度大小依次为10°、9°、6°、4°、6°、9°、10°，组Ⅱ出风部的出风口连同叶片共占用的角度大小为70°，因此，推算出组Ⅱ出风部含有的所有叶片的厚度为16°，所有叶片的厚度依次为0.5°、2.5°、5°、5°、2.5°、0.5°。
组Ⅲ出风部的一个出风口角度大小为20°。
组Ⅳ出风部同组Ⅱ出风部设计。
送风装置与风管的接口直径为D mm,风管长度为H1mm。楔形风口共14个，风口长度为Dmm，风口向下倾斜角度α为45°。14个风口沿圆弧方向顺时针布置，以45°方向的风口为第一个风口所对应的楔形风口弧度为10°，以此类推，沿圆弧顺时针分别为9°、6°、4°、6°、9°、10°、10°、9°、6°、4°、6°、9°、10°。与楔形风口相连的非风口区域采用密封木板密封。与L形建筑的90°拐角相适应，第一个风口与第七个风口相互垂直，第二个风口与第八个风口相互垂直，以此类推，每间隔五个风口，对应的风口相互垂直，即第六个风口与第十二个风口相互垂直。
在以上的结构设计上，进行本发明L形建筑廊道送风装置的效果验证：
为了说明圆形散流器在L形建筑内的送风效果，将本发明装置与传统圆形散流器在梯型建筑空间内的气流组织进行对比，传统圆形散流器指的是国家建筑标准设计图集10K121风口选用与安装中圆形散流器FC-YS。对本发明的圆形风口装置，在L形建筑模型内进行送风效果模拟，进行CFD数值模拟试验。
从图5-8中可以看到，发现传统散流器只能将新鲜空气输送至风口所在位置周围，本发明的新型散流器能保证L形建筑内两个垂直平面区域内也能送到风，即表明该新型圆形散流器在L形建筑内具有良好的送风效果。
同时，本发明的圆形散流器的气流组织能将整个L形建筑大部分面积覆盖、风速同时满足要求。

Claims (10)

1.一种建筑廊道非阻力平方区送风装置，其特征在于，该送风装置包括叶片固定结构和s个叶片，所有叶片以叶片固定结构的轴心为圆点，围绕叶片固定结构连接在叶片固定结构四周形成圆形的送风装置，相邻叶片之间具有空隙，该空隙形成出风口，每个出风口的角度值y满足：
其中，y0为常数，取值为1.01782±0.00493；
w为常数，取值为0.19335±0.00271；
xc为常数，取值为0.69813±0.00172；
A为常数，取值为-0.62179±0.00597；
以叶片固定结构的轴心为圆点建立二维坐标系，二维坐标系水平正方向规定为0°，n为第n个出风口，n≤s。
2.如权利要求1所述的送风装置，其特征在于，所有空隙共形成四组出风部，分别为组Ⅰ出风部、组Ⅱ出风部、组Ⅲ出风部和组Ⅳ出风部，该四组出风部按照组Ⅰ出风部、组Ⅱ出风部、组Ⅲ出风部和组Ⅳ出风部的顺序围成圆形散流器；
所述的组Ⅰ出风部仅有一个出风口，该出风口的角度大小为190°—230°；
所述的组Ⅱ出风部含有多个出风口，组Ⅱ出风部中所有出风口的角度大小之和为35°—80°；
所述的组Ⅲ出风部仅有一个出风口，该出风口的角度大小为10°—50°；
所述的组Ⅳ出风部含有多个出风口，组Ⅳ出风部中所有出风口的角度大小之和为35°—80°。
3.如权利要求2所述的送风装置，其特征在于，所述的组Ⅰ出风部的出风口角度大小为200°；所述的组Ⅱ出风部包括2-7个出风口，角度之和为70°，并且组Ⅱ出风部两侧的出风口的角度最大，位于组Ⅱ出风部中间的出风口的角度最小。
4.如权利要求3所述的送风装置，其特征在于，所述的组Ⅱ出风部包括7个出风口，7个出风口的角度大小依次为10°、9°、6°、4°、6°、9°、10°；
所述的组Ⅳ出风部的角度大小为70°，并且组Ⅳ出风部包括2-7个出风口，位于组Ⅳ出风部两侧的出风口的角度最大，位于组Ⅳ出风部中间的出风口的角度最小。
5.如权利要求4所述的送风装置，其特征在于，所述的组Ⅳ出风部包括7个出风口，7个出风口的角度大小依次为10°、9°、6°、4°、6°、9°、10°。
6.如权利要求1-5任一权利要求所述的送风装置，其特征在于，所述的叶片固定结构为圆台，所述的圆台的母线与圆台底面的夹角为45°；叶片为空间多面体封闭结构，该空间多面体的纵向截面为不规则四边形，该不规则四边形的其中一条边沿着圆台侧面设置，与该不规则四边形的其中一条边相邻的上底边长度不小于出风口半径，与该不规则四边形的其中一条边相邻的下底边长度为上底板长度的2倍。
7.如权利要求1-5任一权利要求所述的送风装置，其特征在于，所述的叶片固定结构为圆台，所述的叶片为空间多面体封闭结构，该空间多面体具有一条边和五个面，该条边与圆台的侧面接触并沿着圆台其中一条母线设置，与该条边邻接的上底面和下底面均为三角形结构，两个三角形面的顶点分别位于圆台上底面处和下底面处，剩余三个面为四边形结构。
8.如权利要求1-5任一权利要求所述的送风装置，其特征在于，所述的叶片固定结构为圆台，所述的叶片为空间多面体封闭结构，该空间多面体具有六个面，其中一个面为三角形结构，该三角形结构位于圆台的侧面并沿着圆台其中一条母线对称设置，与该三角形相邻接的上底面也为三角形结构，两个三角形面的顶点均位于圆台上底面同一位置，其余四个面均为四边形结构。
9.权利要求1-5任一权利要求所述的送风装置在L型建筑廊道的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的送风装置设置在L型建筑廊道的折线拐点位置，并且组Ⅱ出风部或组Ⅳ出风部朝向L型建筑廊道的L长边或L短边。
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