NL8802196A - Zelfregelend ventilatierooster. - Google Patents

Description

Een zelfregelend ventilatierooster.

Een zelfregelend ventilatierooster wordt blootgesteld aan wisselende drukvers gevolge van wina, temperatuurverschillen tussen binnen en buiten, ventilatoren (indier en een aantal andere factoren. Regeling is slechts zinvol als lucht via het rooster wordt De drukverschillen aan loefzijde (dus bij toevoer) zijn in een gemiddelde woning gedur van de tijd tussen 1 en 20 Pa.

Bij een gelijkblijvende dooriaalopening varieert de volumestroom door het roos geveer een factor 5. Door vanaf een aanloopdruk van circa 0,5 Pa met een toenemend doorlaatopening in toenemende mate dicht te regelen kan de volumestroom constant gehouden op een gewenste normwaarde. Lekken in de woningschil laten echter ook ( volumestroom door, die toeneemt bij toenemend drukverschil. Hiervoor dient door hei worden gecompenseerd om de totale volumestroom door rooster plus lekken constar

Onder invloed van overdruk op de gevel treedt via het buitenrooster (1) lucht i; kamer (2). Hierdoor wordt overdruk opgebouwd aan de intredezijde van de klep (3) ter de ruimte (4) achter de klep. Hetdrukverschil tussen de ruimten 2 en 4 (ΔΡ2-4) veroorz slag (a) van klep (3), die is opgehangen in de messcharnieren (5). Het doorstroomopp klep (3) en onderplaat (6) vernauwt hierdoor van Aq naar A. Tevens veroorzaakt hetdr (ΔΡ2-4) een stroomsnelheid (v) in de doorsnede (A).

Naarmate het drukverschil over het rooster en dus ook over de klep (Ap2-4)gr neemt het doorstroomoppervlak (A) af en de doorstroomsnelheid (v) toe. Het produkt nigvuldigd met een van de vormgeving afhankelijke contractiefactor (μ) is de doorgele mestroom (qv). Het streven is de klepuitslag (a) dusdanig met het drukverschil (ΔΡ2-4 lopen dat een zodanige relatie tussen de doorgelaten volumestroom (qv) en de drukt ontstaat dat deze constant blijft. Hiertoe bleek een grote gevoeligheid van de kiep (3, ofwel een gering tegenwerkend moment bij het uitslaan. Dit kan worden bereikt door van licht materiaal te maken. Het bezwaar is dan echter dat onvoldoende demping var optredende drukfluctuaties optreedt en dat de vormvastheid van de klep gering is. Di onder andere de levensduur en de eigen geluldproduktie. Om deze bezwaren te on de klep (3) vervaardigd van 1 mm dikke aluminium plaat en boven de messcharnieren van een contragewicht (7). De massatraagheid van dit samenstel zorgt dan voorde fc dempende eigenschappen.

Klep (3) en contragewicht (7) zijn zodanig uitgebalanceerd dat vanaf drukven rooster van 0,5 Pa al een uitslag (a) ontstaat. Deze grote aanspreekgevoeligheid he dat een eenvoudige vlakke vorm van de onderschaal (6) kan worden gekozen.

Het nadeel is echter dat de klep (3) bij een veel lager drukverschil dan het ge van 20 è 40 Pa (afhankelijk van de woninglek) zijn maximale uitslag (a = 35°) heeft.

Om toch het gewenste regelbereik te krijgen wordt bij een toenemende uitsl toenemend tegenwerkend moment op de klep (3) uitgeoefend. Bij het huidige prol dit met verende tanden (8), die tegen de bovenkant van de kast (9) komen. De vere den zo ingesteld dat naarmate deuitslag (a) toeneemt meer verende tanden de bov terwijl de raakpunten steeds dichter bij het scharnierpunt (5) komen. Hiermee wordt tevens een te grote klepuitslag door extreme drukfluctuatïes uitgedempt.

Door beweging van de instelarm (10) naar boven of beneden scharnieren de daarmee verbonden armen (11), waarop de onderschaal (6) rust, om punt (14).Zo wordt bij een gelijkblijvende klepuitslag (a) het doorstroomoppervlak (A) en dus ook de doorgelaten luchtstroom vergroot of verkleind. Bij de instelling van de ventilatiebehoefte verandert de opening onder de onderschaal (6). Om dit op te vangen is deze opening afgedicht met behulp van een rubberfiap (12). De ventilatie is in principe traploos instelbaar tussen nul en een nader te kiezen grootte. Ter illustratie: de norm-ventilatie voor een ruimte waarin zich twee personen bevinden, bedraagt bijvoorbeeld 14 drr^/sec. De standen 0 (dicht), 1 en 2 etc. zijn voorkeursstanden. Bijvoorbeeld wordt dan een verend kogeltje uit de instelarm (10) in voorgeponste gaten in de er naast liggende zijwand van de roosterkast gedrukt. Bij het sluiten van het rooster (nulstand) wordt de klep (3) vanuit elke willekeurige stand meegenomen door de onderschaal (6) en "geparkeerd" in de verticale stand. Daarbij wordt de klep iets opgetild, zodat het contragewicht (7) tegen de bovenplaat (9) van de roosterkast wordt gedrukt. Tevens wordt (te klep tegen dichtingsranden aan de zijwandenvan de roosterkast en aan de stoot-rand (13) gedrukt. Op deze wijze kan volledige afdichting van het rooster plaatsvinden, zodat hinderlijke geluidproduktie die bijvoorbeeld bij storm kan optreden, wordt voorkomen.

De afdichtingsrubbers vangen bij een normaal werkend rooster, evenals de verende tanden (8), een te grote klepuitslag door extreme drukfluctuaties op, voorzover deze door de massatraag-heïd niet wordt uitgedempt. De afdichtingsrubbers zorgen er tevens voor dat bij omkering van het drukverschil over hetrooster de luchtweg maximaal geopend blijft. Het blijkt dat de ventilatie van vertrekken aan de lijzijde dan het minst terugloopt.

Aan een uitvoeringsvoorbeeld van een rooster volgens de uitvinding zijn metingen verricht. Het rooster is daartoe geplaatst in de opening van een houten kast, die is verbonden met een kleine windtunnel. Aldus kunnen met behulp van een ventilator drukverschillen over het rooster worden opgewekt en kan de doorgelaten volumestroom worden gemeten met behulp van een In de windtunnel aanwezige meetflens. Het rooster kan dan worden afgeregeld op bijvoorbeeld 1 of 2 personen in een ruimte en de bijbehorende roosterkarakteristiek kan worden bepaald.

Bij het afregelen van het rooster is in eerste instantie geen extra tegenwerkend moment met de verende tanden op de kiep uitgeoefend. In deze situatie is het contragewicht zodanig aangepast aan het eigen gewicht van deklep, dat het verschilgewicht juist voldoende is om bij wegvallen van het drukverschil de schamierwrijving te overwinnen en de kiep bij benadering in zijn ruststand (verticaal) terug te brengen. De klep blijkt dan voldoende gevoelig om vanaf een drukverschil van 0,5 Pa te regelen, zonder meetbaarhysteresis (= verschil tussen oplopend en teruglopend regelen) te vertonen. Overigens bleek de hiervoor van belang zijnde schamierwrijving soms te worden vergroot door het aanlopen van de klep aan de ophangbeugels van de scharnieren. Met een betere detaillering van de ophangpunten kan dit worden voorkomen.

Vervolgens zijn de verende tanden aangebracht. Het rooster is ingesteld op de normventi-latie voor één persoon (7 dmfys). In deze stand is getracht de verende tanden zodanig bij te stellen dat een roosterkarakteristiek wordt verkregen die zo goed mogelijke overeenkomst vertoont met de ideale karakteristiek volgens figuur 1. Het resultaat hiervan is weergegeven in figuur 4. De roosterkarakteristiek die ontstaat bij de instelling voor 2 personen is eveneens weergegeven.

Naast metingen om de afstelling van het roosteren de roosterkarakteristiekte bepalen, zijn proeven uitgevoerd aan de dempende eigenschappen van het rooster. De drukverschillen vertonen in de praktijk namelijk aanzienlijke fluctuaties van uiteenlopende frequenties. Er moet worden voorkomen dat de bewegende klep hierop te sterk reageert, waardoor snelle slijtage en geluidpro-duktie (klepperen) ontstaat. Om de demping te beproeven is het rooster aan de meest extreme, in de praktijk voorkomende, drukfluctuaties blootgesteld. De drukfluctuaties zijn gegenereerd met behulp van een afsluitbare extra opening in de kast waarin het rooster is gemonteerd. De drukfluctuaties ontstaan door de genoemde opening meer of minder snel, geheel of gedeeltelijk, te openen en te sluiten. De drukfluctuaties over het rooster zijn geregistreerd met een elektrische drukopnemer.

De reacties van de klep op extreme drukfluctuaties, zoals in de praktijk kunnen voorkomen, blijken zonder meer goed te zijn. Onrustig bewegen van de klep werd, evenals geluidproduktie, niet waargenomen.

Bij de roosterinstelling voor één persoon blijkt het prototype waaraan is gemeten een redelijk constante ventilatie (qv = 5 tot 6 dm3/s) op te leveren in het belangrijkste drukbereik van 1 tot 20 Pa. Het terugregelen bij hogere drukken, in verband met lekcompensatie, blijkt echter niet plaats te vinden.

De oorzaak hiervan is het te grote lek van het rooster zelf. Bij 28 Pa blijkt het rooster namelijk geheel dicht te zijn geregeld en toch nog 6,5d m3/s door te laten. De ideale roosterkarakteristiek voor één persoon geeft echter aan dat bij 28 Pa nog maar 0,3 dm3/s mag worden doorgelaten.

Het lek van het dicht geregelde rooster wordt vooral veroorzaakt door tegrote ruimten tussen contragewicht en bovenkant van de roosterkast en ter plaatse van de scharnierpunten.

Als het lek van het rooster wordt teruggebracht tot de gewenste0,3 dm3/s bij 28 Pa, wordt zonder verdere wijzigingen een gecorrigeerde roosterkarakteristiek verkregen als in figuur 5 met de stippellijn aangegeven. Deze karakteristiek vertoont al duidelijke overeenkomst met de ideale karakteristiek. Het verschil is dat de doorgelaten volumestromen over het hele drukbereik iets achterblijven bij de gewenste waarden. Dit is echter eenvoudig te corrigeren door het instelpunt van de onderschaal iets te verleggen.

De roosterkarakteristiek die ontstaat als in dezelfde roosteruitvoering de instelling wordt gewijzigd van één naar twee personen, wijkt nog sterk van de ideale karakteristiek af (zie figuur 4). De karakteristiek valt bij kleine drukverschillen samen met de karakteristiek voor één persoon. Hieruit kan worden geconcludeerd dat ondanks de grotere doorstroomopening tussenklep en onderschaal niet meer lucht wordt doorgelaten. Dit wordt veroorzaaktdoor een te kleine netto-doorlaat van zowel het buitenluchtrooster als de irilaatopening, waardoor de lucht de roosterkast respectievelijk in- en uitstroomt. De afwijkende roosterkarakteristiek bij grotere drukverschillen wordt enigszins beïnvloed door het te grote eigen lek van het rooster. De belangrijkste reden lijkt echter een verkeerde stand van de onderschaal, althans bij de bestaande afstelling van de verende tanden op de stand voor éénpersoon. Het blijkt dat het iets steiler plaatsen vande onderschaal de roosterkarakteristiek voor twee personen verbetert. Dit kan worden gerealiseerd door het scharnierpunt (9) circa 4,5 cm naar beneden te verplaatsen. Het komt dan echter binnen het zwenkbereik van de klep te liggen. De constructieve uitvoering moet dan dus worden aangepast

Echter ook bij een dergelijke aanpassing blijkt de roosterkarakteristiek voor twee personen niet optimaal te worden. De doorgelaten luchtstroom blijft bij de middendrukken te groot en bij de hoge drukken te klem. Om hiervoor te corrigeren moet de onderschaal een ronding krijgen, die bij de instelling voor één persoon echter weer moet verdwijnen. Hoewel dit constructief mogelijk is, is een oplossing te prefereren met een vaste vorm van de onderschaal. Dit is constructief eenvoudiger en geeft een beter reproduceerbare roosterkarakteristiek. Om een vaste vorm van de onderschaal te bereiken wordt het tegenwerkend moment, datdoor de verende tanden op de klep uitgeoefend, verkleind. Om een zelfde drukbereik te doodopen slaat de klep dan verder uit. Deonderschaal is in dat geval te kort, dus wordt deze verlengd inde richting waarin de klep uitslaat. Daarentegen wordt de onderschaal aan de andere zijde ingekort en aan het uiteinde van een kleine neerwaartse kromming voorzien. De inkorting zorgt vooral bij de instelling voor twee personen voor een gewenste vergroting van de doorgelaten luchtstroom bij drukverschillen tot 2 Pa. De kromming van het uiteinde van de onderschaal bevordert een gelijkmatige instroming en voorkomt dat de gesloten kiep naast de onderschaal kan schieten.

De uitvoering van de veranderde onderschaal en de bijbehorende vormverandering van de instelarm zijn in figuur 5 aangegeven, in de figuur zijn tevens de standen van de onderschaal voor de instelling op één en twee personen gegeven.

Verder zijn de volgende, reeds genoemde, constructieve aanpassingen weergegeven: - afdichting van de lekopening tussen contragewicht en roosterkast: - vergroting van de in- en uitstroomopening met bijbehorende aanpassingen aan de roosterkast.

Als mogelijke lekafdichtïng is in figuur 5 een borstelafdichting op het contragewicht aangegeven die vanaf een drukverschil van circa 4 Pa in werking treedt en met toenemend drukverschil verbetert. Juist bij hoge drukverschillen wordt de afdichting namelijk belangrijk. Dat met het drukverschil de wrijving van de afdichting toeneemt is wellicht gunstig. De dempende werking van de klep wordt dan vergroot, terwijl de grotere stelkrachten bij hogeredrukken toch hysteresis beperken.

Naast de lekafdichting tussen contragewicht en roosterkast moet verder aandacht worden besteed aan de afdichting van de gesloten klep en van de ophangpunten van de klep.

Claims (7)

1. Zelfregelend ventilatierooster, dat bij wisselende drukverschillen over het rooster, een constante, van te voren ingestelde luchtstroom doorlaat, met een hoge gevoeligheid, waartoe hij is vervaardigd van aluminium met een dikte van 1 mm, terwijl hij boven de messcharnieren (5) is voorzien van een contragewicht (7).

2. Zelfregelend rooster volgens conclusie 1 met een vlakke onderschaal (6).

3. Zelfregelend rooster volgens conclusie 1 of 2, waarbij op de klep (3) een kracht wordt uitgeoefend, die gericht is tegen de richting van de uitslag en die toeneemt met toenemende uitslag.

4. Zelfregelend rooster volgens conclusie 3, waarbij de tegen de uitslag in werkende kracht wordt opgewekt met behulp van verende tandem (8).

5. Zelfregelend rooster volgens conclusie 4, waarbij het als gevolg van de tegenwerkende kracht ontstane moment instelbaar is door de hoeken, waaronder de verende tanden (8) de bovenkant raken, alsmede het aantal tanden te wijzigen.

6. Zelfregelend rooster volgens conclusie 4 of 5, waarbij de plaats van de onderschaal (6) verstelbaar is, bijvoorbeeld met behulp van een insteiarm (10).

7. Zelfregelend rooster volgens één der voorgaande conclusies, dat op verschillende luchtstromen kan worden ingesteld met behulp van een plaat (6) en een insteiarm (10).