воздухораспределительный колпачок для конвектора

Формула изобретения

1. Колпачок (1) для распределения воздуха, отходящего от нагревательного устройства или устройства для кондиционирования воздуха с естественной или принудительной конвекцией, отличающийся тем, что он содержит отражатель (3, 103), имеющий одну или несколько лопаток (13, 113), причем каждая лопатка способна ориентироваться таким образом, чтобы занимать положение, в котором она наклонена относительно вертикали так, что ее наружный край обращен к стене, на которой крепится устройство.

2. Колпачок по п.1, отличающийся тем, что отражатель (3, 103) содержит одну лопатку (13, 113).

3. Колпачок по п.1 или 2, отличающийся тем, что отражатель (3, 103) может ориентироваться вручную.

4. Колпачок по п.1 или 2, в котором отражатель (3, 103) может ориентироваться посредством соответствующим образом управляемого электрического исполнительного механизма (10).

5. Колпачок по любому одному из пп.1-4, отличающийся тем, что он может крепиться к верху корпуса (19) нагревательного устройства или устройства для кондиционирования воздуха с помощью подходящих крепежных средств.

6. Колпачок по п.5, отличающийся тем, что крепежными средствами являются система винтов с гайками или средства защелкивания.

7. Колпачок по любому одному из пп.1-6, отличающийся тем, что он содержит раму (2), на которую с возможностью вращения вокруг оси опирается отражатель (3, 103), причем рама (2) открыта снизу и содержит сверху заднюю часть (4), которая должна быть обращена к стене, на которую крепится устройство, и переднюю часть (5), имеющую, по существу, прямоугольный проем, в котором размещен отражатель (3, 103).

8. Колпачок по п.7, отличающийся тем, что внутри отверстия (6) в раме (2) располагается множество параллельных ребер (7), лежащих в плоскостях, перпендикулярных продольной оси распределительного колпачка (1).

9. Колпачок по п.8, отличающийся тем, что ребра (7) выполнены с возможностью ориентирования.

10. Колпачок по любому одному из пп.1-9, отличающийся тем, что отражатель (3, 103) содержит лопатку (13, 113), форма и размеры которой, по существу, соответствуют форме и размерам отверстия (6) так, что она блокирует это отверстие, когда отражатель находится в закрытом положении.

11. Колпачок по п.10, отличающийся тем, что на нижней поверхности лопатки (13) расположены два или более плоских выступов (14), которые лежат в плоскостях, перпендикулярных продольной оси отражателя (3), причем плоские выступы (14) закреплены шарнирно для вращения на внутренних боковых стенках отверстия (6) и/или на одном или более ребрах (7).

12. Колпачок по любому одному из пп.1-10, отличающийся тем, что лопатка (113) отражателя (103) имеет форму крыши с двумя слегка наклоненными скатами (113', 113").

13. Колпачок по п.12, отличающийся тем, что угол, образуемый скатами (113', 113"), приблизительно равен 168°.

14. Колпачок по п.12 или 13, отличающийся тем, что из боковых кромок одного из двух скатов (113') выступают два штифта (123), которые предназначены для размещения с возможностью вращения в соответствующих гнездах, расположенных на боковых стенках отверстия (6).

15. Колпачок по п.14, отличающийся тем, то штифты (123) расположены на расстоянии, равном приблизительно одной трети ширины ската (113'), считая от линии конька между двумя скатами.

16. Колпачок по любому одному из пп.12-15, отличающийся тем, что лопатка (113) установлена непосредственно на верхних кромках корпуса нагревательного устройства или устройства кондиционирования воздуха, причем штифты (123) вставлены в соответствующие отверстия, выполненные в боковых стенках корпуса.

17. Колпачок по любому одному из пп.1-16, отличающийся тем, что воздухораспределительный колпачок (1) выполнен из пластмассы.

18. Нагревательное устройство или устройство для кондиционирования воздуха с принудительной конвекцией или естественной конвекцией, отличающееся тем, что оно содержит колпачок для распределения воздуха по любому одному из пп.1-17.

19. Нагревательное устройство или устройство для кондиционирования воздуха по п.18, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью установки на стене.

20. Нагревательное устройство или устройство для кондиционирования воздуха по п.18 или п.19, отличающееся тем, что открывание и закрывание отражателя (3, 103) выполняется автоматически посредством центрального блока управления, соединенного с термостатом.

21. Нагревательное устройство или устройство для кондиционирования воздуха по любому одному из пп.18-20, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью крепления к потолку.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к воздухораспределительному колпачку, который должен устанавливаться на верхней части нагревательного устройства или устройства для кондиционирования воздуха с естественной или принудительной конвекцией и который предназначен для регулирования как расхода, так и направленности воздуха, отходящего из конвектора.

Нагревательные устройства, обычно применяемые для обогрева жилых помещений и офисов, содержат теплообменник с оребренной поверхностью и со змеевиком для циркуляции горячей воды, соединенный с нагревательной системой обитаемого помещения, и корпус с отверстиями в нижней и верхней поверхностях, обеспечивающими прохождение воздуха в устройство и через теплообменник с оребренной поверхностью.

Существуют два типа таких нагревательных устройств: устройства с естественной конвекцией и устройства с принудительной конвекцией (конвекторы с вентиляторами). В конвекторах с вентиляторами вентилятор размещается под оребренным теплообменником и обеспечивает чрезвычайно эффективную принудительную конвекцию воздуха. С другой стороны, в устройствах с естественной конвекцией поток воздуха создается движениями, наблюдающимися в массе текучей среды и вызванными неустойчивостью сил, возникающих в процессе теплопередачи. При подаче в теплообменник горячей воды конвекция инициируется благодаря перепаду давления, возникающему между столбом спокойного, холодного воздуха снаружи конвектора и столбом горячего воздуха, находящегося внутри конвектора, так что возникает самотяга.

Известна также практика накрывания обычных нагревателей с естественной циркуляцией или радиаторов подходящими кожухами, предназначенными как для улучшения их внешнего вида, так и для предупреждения рассеивания энергии в направлениях, не являющихся полезными с точки зрения пригодности помещения для обитания. Для этой цели кожухи или корпуса снабжаются спереди решетками, позволяющими направлять поток горячего воздуха в середину помещения и сводить, таким образом, к минимуму рассеивание при наилучшем использовании тепла, поступающего от нагревателя с естественной циркуляцией или радиатора. Недостаток такого решения, который особенно ярко проявляется при размещении нагревательного устройства ниже окна, заключается в том, что поток горячего воздуха, который направляется вперед, по существу не может достичь поверхности окна. При запотевании окна, что обычно имеет место при очень высокой влажности внутри жилого помещения и/или при низкой наружной температуре, нагревательное устройство типа, описанного выше, не может обеспечить очистку стекла.

Первая проблема, лежащая в основе настоящего изобретения, заключается, таким образом, в предложении распределительного устройства, которое может быть установлено на нагревателях с естественной циркуляцией, радиаторах или же на нагревательных устройствах или устройствах для кондиционирования воздуха с естественной или принудительной конвекцией и которое не имеет недостатков, рассмотренных выше.

Еще одна проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение, относится к необходимости регулировать по желанию тепловую мощность, развиваемую нагревательным устройством, в зависимости от конкретных требований окружающей среды. Эта операция, которая в случае применения конвекторов с вентиляторами выполняется путем простого включения или выключения вентилятора, может быть достигнута в случае применения нагревателей с естественной циркуляцией, радиаторов или же устройств с естественной конвекцией только за счет периодического включения естественной циркуляции горячей воды.

Третья проблема, которой касается настоящее изобретение, заключается в предложении устройства, отличающегося значительной простотой конструкции и гибкостью в применении.

Перечисленные выше проблемы присущи колпачку, известному из патента США №5771708, опубликованного 30.06.1998 и являющегося ближайшим аналогом настоящему изобретению, которые, однако, позволяет решить воздухораспределительный колпачок, описание которого приведено в прилагаемой формуле изобретения.

Другие особенности и преимущества воздухораспределительного колпачка, являющегося предметом настоящего изобретения, станут более очевидными из приведенного ниже в качестве не ограничивающего рамки изобретения описания некоторых предпочтительных вариантов его реализации со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 показано трехмерное изображение воздухораспределительного колпачка;

на фиг.2 показано изображение сбоку, демонстрирующее колпачок с фиг.1 в разрезе;

на фиг.3 показано изображение сбоку, демонстрирующее в разрезе нагревательное устройство с естественной конвекцией, которое содержит распределительный колпачок, являющийся предметом настоящего изобретения;

на фиг.4 показано изображение сбоку отражателя колпачка согласно второму варианту реализации настоящего изобретения; и

на фиг.5 показано изображение сбоку, демонстрирующее в разрезе деталь нагревательного устройства или устройства кондиционирования воздуха согласно возможному применению отражателя, показанного на фиг.4.

Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи будет описан воздухораспределительный колпачок, являющийся предметом настоящего изобретения. Как показано на фиг.1, распределительный колпачок, обозначенный в целом позицией 1, состоит из рамы 2, на которую с возможностью вращения вокруг оси опирается отражатель.

Рама 2 открыта снизу и содержит сверху заднюю часть 4, которая должна быть обращена к стене, на которую крепится нагревательное устройство, и переднюю часть 5 с по существу прямоугольным отверстием 6, в котором размещается отражатель 3.

Внутри отверстия 6 рамы 2 имеется множество параллельных ребер 1, расположенных в плоскостях, перпендикулярных продольной оси распределительного колпачка 1. Ребра 7, предназначенные для того, чтобы направлять горячий воздух, отходящий из конвектора, крепятся известными крепежными средствами (такими как, например, болты с гайками, показанные на фиг.2) к внутренней стороне передней стены 8 рамы 2 и выступают от нее в направлении внутренней части отверстия 6 приблизительно до ее средней линии. С другой стороны, ребра 7 шарнирно соединяются с передней стеной 8 таким образом, чтобы иметь возможность поворачиваться. В этом случае движение ребер обеспечивается подходящей системой электрического или ручного управления.

Ребра 7, имеющие по существу неправильную многоугольную форму, имеют углы 7', образуемые внутренней стороной 16 и верхней стороной 17 ребра, которые в значительной степени скруглены.

В случае нагревательного устройства с естественной конвекцией комплект ребер 7 предпочтительно не размещается внутри устройства, поскольку при низкой скорости, которой достигает воздух на выпускном отверстии, трудно ориентировать этот поток в горизонтальной плоскости; их присутствие может поэтому вызвать избыточное снижение давления горячего воздуха на выходе из конвектора.

Передняя часть 5 рамы 2 содержит пульт управления 9 нагревательного устройства, оперативно связанный известным и обычным способом с электрическим исполнительным механизмом 10, который осуществляет поворот отражателя 3, и в случае конвектора с вентилятором - с вентилятором, который включает принудительную конвекцию горячего воздуха. В альтернативном и менее дорогостоящем варианте реализации электрический исполнительный механизм 10 заменяют ручным исполнительным механизмом (не показан на чертежах), таким как, например, обычный маховик для управления отражателем 3. В другом варианте реализации открывание и закрывание отражателя можно осуществлять снова вручную, путем непосредственного воздействия на него, когда управляющий маховик не требуется.

Как показано на фиг.2, передняя часть 5 и задняя часть 4 рамы 2 разделяются панелью 11. В задней части 4 рамы 2 выполнены сквозные отверстия 12, предназначенные для размещения средств (в частности, винтов) крепления устройства, являющегося предметом изобретения, к верху корпуса конвектора. В других вариантах реализации отверстия 12 могут быть заменены другими крепежными средствами, такими как, например, средства защелкивания на корпусе конвектора.

Как показано на фиг.2, отражатель 3 содержит лопатку 13, форма и размеры которой по существу соответствуют форме и размерам отверстия 6, так что она блокирует этот проем, когда отражатель находится в закрытом положении. На нижней поверхности лопатки 13 располагаются один или более плоских выступов 14. Эти выступы 14, которые располагаются в плоскостях, перпендикулярных продольной оси отражателя 3, закреплены шарнирно для вращения на внутренних боковых стенках отверстия 6 и/или на одном или более ребрах 7. В случае отражателя с большим отношением длины к ширине рекомендуется шарнирное крепление отражателя к ребру или ребрам с целью упрочнения. Естественно, в этом случае ребро 7, с которым соединяется отражатель, не будет ориентируемым.

Электрический исполнительный механизм 10 (например, шаговый электродвигатель) или ручной исполнительный механизм типа, описанного выше, соединяются известным способом, например посредством передаточного вала, с одной из точек сочленения 15, предпочтительно с концом сочленения, так что поворотом отражателя можно отражать снаружи.

Точка 15, в которой выступ 14 шарнирно скрепляется с ребром 7, располагается рядом со скругленным углом 7' ребра. Таким образом, при повороте отражателя 3 относительно сочленения не имеет места взаимное зацепление между лопаткой 13 и ребрами 7. Отражатель 3 показан на фиг.2 в полностью открытом положении пунктиром. В этом положении лопатка 13 упирается во внутреннюю сторону 16 ребра, которая служит упором.

На фиг.3 показано воздухораспределительное устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, которое установлено на нагревательном устройстве с естественной конвекцией 18. Это нагревательное устройство или конвектор содержит корпус, который открыт или частично открыт снизу, так что в него может поступать холодный воздух из окружающей среды. Корпус 19 вмещает в себя теплообменник 20, схематически показанный на чертеже. Теплообменник 20, совершенно обычный, будет включать в себя змеевик, соединенный по схеме рециркуляции с нагревательной системой помещения, трубы которого проходят через последовательность перфорированных ребер, образуя совместно так называемый оребренный агрегат, предназначенный для осуществления теплообмена. Для применения и управления потоком обогревающей воды могут также быть предусмотрены соответствующие клапаны или системы. С другой стороны, теплообменник 20 может быть обычным теплообменником с естественной циркуляцией или радиатором, выполненным, например, из литейного чугуна, стали или алюминия.

Корпус 19 будет также содержать одно или несколько гнезд 21, предназначенных для средств крепления устройства к стене, и/или ножки 22. Ножки 22 могут иметь размеры, позволяющие скрыть любые подводящие воду трубы, которые могут быть подведены к устройству через пол. Однако очевидно, что основание корпуса должно быть приподнято над полом, чтобы допустить поступление воздуха в конвектор.

Как показано на фиг.3, в этом варианте реализации распределительный колпачок 1 не содержит ребер 7, чтобы не вызывать падения расхода отходящего воздуха. Поэтому отражатель 3 будет шарнирно скреплен, исключительно своими двумя концами, с самим колпачком.

В варианте реализации, показанном на фиг.4 и 5, лопатка 113 отражателя 103 имеет форму крыши с двумя слегка наклоненными скатами 113' и 113". Угол, образуемый двумя скатами, предпочтительно составляет около 168°. Такая форма позволяет лучше направлять горячий воздух, отходящий из конвектора, что будет дополнительно описано ниже. Два штифта 123 (из которых показан только один, в то время как другой расположен соответственно на противоположной стороне) выступают из боковых кромок одного из двух скатов 113' и предназначены для размещения с возможностью вращения в соответствующих гнездах, расположенных на боковых стенках отверстия 6. Эти штифты 123 образуют точки сочленения отражателя 103. Предпочтительно штифты 123 располагаются приблизительно на расстоянии, равном одной трети ширины ската 113', считая от линии конька между двумя скатами. Как показано на фиг.5, отражатель 103 может также быть установлен непосредственно на верхних кромках корпуса нагревательного устройства или устройства кондиционирования воздуха. Эти кромки корпуса должны поэтому иметь подходящую форму, показанную на чертеже, а отверстия для размещения штифтов 113 должны быть выполнены в их боковых стенках.

Воздухораспределительный колпачок, являющийся предметом настоящего изобретения, может быть выполнен или из металла, или из пластмассы. Последний материал особенно выгоден с точки зрения стоимости устройства.

Далее будет приведено описание работы воздухораспределительного колпачка, являющегося предметом настоящего изобретения, также со ссылкой на чертежи.

Как упоминалось выше, колпачок 1 может быть установлен, например, с помощью болтов и гаек на верхней поверхности корпуса нагревательного устройства с принудительной или естественной конвекцией, причем последний может иметь форму кожуха обычного нагревателя с естественной циркуляцией или радиатора. Колпачок 1, являющийся предметам настоящего изобретения, будет поэтому установлен вместо крышки этого устройства. В случае устройств с естественной конвекцией предпочтительно применяется распределительный колпачок, не имеющий ребер 7. Отражатель 3, 103 поворачивают относительно сочленения, открывая его в нужной степени с помощью электрической системы управления, воздействующей на электрический исполнительный механизм 10, или с помощью системы управления вручную. При управлении вручную отражатель удерживается в положении стоп с помощью известных фиксаторов или подходящих противовесов. Эти устройства хорошо известны специалистам в данной области техники и поэтому не будут описаны подробно. При использовании электрического исполнительного механизма нужное положение будет сохраняться самим исполнительным механизмом (например, шаговым электродвигателем).

Отражатель может поворачиваться в положение, в котором, пройдя через вертикальное положение, он слегка наклоняется, причем его наружный край обращен к стене, на которой крепится конвектор. В колпачке 1, снабженном ребрами, то, что внутренняя сторона 16 ребра 7 слегка наклонена, т.е. угол, образуемый этой стороной и верхней стороной 17 меньше 90°, означает, что лопатка 13 может занять описанное выше положение, при котором она отклоняется от вертикали. Благодаря такой ориентируемости описанной выше лопатки, часть воздуха, отходящего от нагревательного устройства, направляется на стену и, следовательно, на окно, расположенное над ней, как показано стрелками на фиг.2 и 3. Если колпачок 1 имеет отражатель 113 с лопаткой в форме крыши, можно легко видеть, что отходящий воздух направляется на стену первым скатом 113', в то время как второй скат 113" содержит имеющее форму вентилятора отверстие, которое создает более мощную завесу из горячего воздуха вокруг окна, расположенного над ним.

Отражатель 3, 103 может быть установлен в любую позицию между положением, когда он полностью закрыт, и положением, когда он полностью открыт, которое, естественно, будет наиболее предпочтительным положением при необходимости устранить запотевание стекла любого окна, расположенного над нагревателем, или, в любом случае, когда требуется получить максимальную нагревательную мощность устройства. Однако если помещение перегрето, отражатель может быть полностью закрыт таким образом, чтобы блокировать выпускное отверстие 6 для воздуха.

Преимущества воздухораспределительного колпачка, являющегося предметом настоящего изобретения, очевидны из предыдущего описания.

Во-первых, колпачок 1 образует приспособление, которое может быть легко установлено на конвекторах с принудительной или естественной конвекцией, например на уже установленных обычных нагревателях с естественной циркуляцией и радиаторах.

Кроме того, его конструкционная простота, которая связана, в частности, с наличием в отражателе 113 одной лопатки 13, отражается в его низкой стоимости, что делает распределительный колпачок, являющийся предметом настоящего изобретения, подходящим также для использования в наименее дорогостоящих нагревательных устройствах. Значительным преимуществом колпачка, являющегося предметом настоящего изобретения, является то, что отражатель 3, 103 может быть ориентирован таким образом, чтобы принять наклонное положение, будучи обращенным к стене и любому окну, расположенному над ним, так, чтобы направлять поток горячего воздуха к запотевшему стеклу и обеспечить быстрое и эффективное устранение запотевания.

С помощью воздухораспределительного колпачка, являющегося предметом настоящего изобретения, достигается эффективное дозирование количества воздуха, отходящего из конвектора и, следовательно, точное регулирование нагревательной мощности нагревательного устройства. Это особенно удобно для устройств с естественной конвекцией, в особенности в обычных системах с естественной циркуляцией, в которых регулирование нагрева обычно достигается путем прерывания естественной циркуляции горячей воды с риском попадания в систему пузырьков воздуха. Однако с помощью устройства, являющегося предметом изобретения, отопление помещения можно прерывать по желанию просто путем перевода отражателя в закрытое положение.

Конечно, здесь было приведено описание только нескольких конкретных вариантов реализации воздухораспределительного колпачка, являющегося предметом настоящего изобретения, однако специалисты в данной области техники могут отнести к нему все модификации, требующиеся для их приспособления к конкретной сфере применения без отклонения от пределов защиты настоящего изобретения.

Например, открывание и закрывание отражателя 3, 103 могут выполняться автоматически посредством центрального управляющего устройства, соединенного с термостатом, настроенным на заданную температуру. Пример автоматического регулирования посредством термостата описан в Европейской патентной заявке, опубликованной 22 апреля 1998 г. под № ЕР 0837288 на имя заявителя настоящей патентной заявки и описание которой включено сюда в качестве ссылки.

Кроме того, колпачок 1 может быть также применен в устройствах кондиционирования воздуха или же устройствах, применяемых как в качестве охладителей, так и нагревателей.

Нагревательное устройство с воздухораспределительным колпачком, являющимся предметом настоящего изобретения, может также быть смонтировано на потолке. В этом случае применение отражателя 103 с лопаткой 113 в форме крыши позволяет лучше направлять воздух внутрь помещения.

Естественно, хотя описанный выше вариант реализации с одной лопаткой является предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения, отражатель 3, 103 может содержать также две или более лопаток.