PL236234B1

PL236234B1 - Supply and exhaust chimney cowl

Info

Publication number: PL236234B1
Application number: PL426312A
Authority: PL
Inventors: Mirosław Żukowski; Tomasz Janusz Teleszewski
Original assignee: Politechnika Bialostocka
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-12-28
Also published as: PL426312A1

Abstract

Nasada kominowa nawiewno-wywiewna składa się z pionowego rotoru (1), wirnika (2) o przepływie osiowym lub ukośnym osadzonym na wspólnym wale (3), który jest posadowiony na dwóch łożyskach kulkowych (4).The supply and exhaust chimney cowl consists of a vertical rotor (1), an impeller (2) with axial or diagonal flow mounted on a common shaft (3), which is mounted on two ball bearings (4).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest nasada kominowa nawiewno-wywiewna, której przeznaczeniem jest zastosowanie zwłaszcza do wspomagania wentylacji grawitacyjnej wywiewnej i wentylacji nawiewnej.The subject of the invention is a supply and exhaust chimney cap, the purpose of which is to be used in particular to support gravity exhaust ventilation and supply ventilation.

Znane są systemy wentylacji wywiewnej wyposażone w wentylatory dachowe napędzane silnikiem elektrycznym oraz nasady nastawne i obrotowe, które montowane są na zakończeniach przewodów wentylacyjnych. Wentylatory dachowe napędzane są silnikiem elektrycznym i powodują powstanie podciśnienia w kanale wentylacji wywiewnej przed wentylatorem. Nasady nastawne zbudowane są z kołpaka i statecznika, który ustawia kołpak równolegle do kierunku przepływu wiatru, przez co powstaje podciśnienie po stronie zawietrznej kołpaka, dzięki czemu wspomagana jest praca wentylacji grawitacyjnej lub kominów spalinowych. Nasady obrotowe są zbudowane z odpowiednio obracających się wyprofilowanych łopatek, które wytwarzają podciśnienie wewnątrz nasady obrotowej wspomagając pracę wentylacji grawitacyjnej.Exhaust ventilation systems are known, equipped with roof fans driven by an electric motor and adjustable and rotating attachments, which are installed at the ends of ventilation ducts. Roof fans are driven by an electric motor and create a negative pressure in the exhaust ventilation duct in front of the fan. Adjustable cowls are made of a hood and a ballast, which sets the hood parallel to the direction of the wind flow, thus creating a negative pressure on the leeward side of the hood, thus supporting the work of gravity ventilation or flue gas chimneys. Rotary nozzles are made of appropriately rotating profiled blades that create a negative pressure inside the rotating cap supporting the work of gravity ventilation.

Z opisu patentowego P.420484 znana jest nasada, która w dolej części osi ma osadzoną turbinę, z co najmniej trzema łopatkami. Turbina osadzona jest na osi sztywno w sposób rozłączny lub nierozłączny albo swobodnie na łożysku.From the patent description P.420484 a socket is known which has a turbine with at least three blades mounted in the lower part of the axle. The turbine is mounted on the axis rigidly, in a separable or non-separable manner, or freely on a bearing.

Z opisu patentowego P.401181 znana jest turbina stanowiąca wirujący element obrotowej nasady kominowej, ma wewnątrz turbiny, składającej się z łopatek zewnętrznych, połączonych u góry z czaszą i na dole z pierścieniem, zamocowane łopatki wewnętrzne. Łopatki zewnętrzne służą zwłaszcza do wprawienia w ruch obrotowy turbiny za pomocą energii wiatru. W wersji hybrydowej turbina jest napędzana silnikiem elektrycznym w przypadku braku wiatru. Podczas obracania się turbiny łopatki wewnętrzne wprawiają powietrze wewnątrz turbiny w ruch wirowy, wyrzucający powietrze, dzięki sile odśrodkowej, promieniowo na zewnątrz w kierunku łopatek zewnętrznych, powodując zwiększenie podciśnienia turbiny przy tej samej prędkości obrotowej w porównaniu do turbiny nie wyposażonej w łopatki wewnętrzne.From the patent description P.401181 a turbine is known, which is a rotating element of a rotary chimney cap, inside the turbine, consisting of external blades, connected at the top with the bowl and at the bottom with a ring, internal blades are attached. The outer blades are used in particular to rotate the turbine by means of wind energy. In the hybrid version, the turbine is powered by an electric motor in the absence of wind. As the turbine rotates, the inner blades rotate the air inside the turbine, throwing the air out radially outward towards the outer blades by centrifugal force, causing the turbine vacuum to increase at the same rotational speed compared to a turbine without inner blades.

Istotą wynalazku jest nasada kominowa nawiewno-wywiewna, w której pionowy rotor i wirnik o przepływie osiowym lub ukośnym osadzone są na wspólnym wale w ten sposób, że pomiędzy rotorem i wirnikiem znajdują się pionowe otwory nawiewno-wywiewne.The essence of the invention is a supply and exhaust chimney in which the vertical rotor and the rotor with axial or oblique flow are mounted on a common shaft in such a way that there are vertical inlet and outlet openings between the rotor and the rotor.

Pokrywa, przez którą przechodzi wał, wykonana jest w kształcie ściętego stożka obrotowego, którego tworząca stożka nachylona jest pod kątem nie mniejszym niż 45 stopni ((a>45°) do podstawy nasady.The cover through which the shaft passes is made in the shape of a truncated rotary cone, the cone of which is inclined at an angle of not less than 45 degrees ((a> 45 °) to the base of the root.

W obudowie nasady znajdują się pionowe otwory wentylacyjne. Stosunek powierzchni łopatek rotoru do łopatek wirnika jest nie mniejszy niż 2.5. Wirnik ma centralnie wykonany otwór w kształcie wielokąta foremnego. Czop wału wykonany jest w kształcie wielokąta foremnego, w którym wykonany jest otwór z gwintem wewnętrznym.There are vertical ventilation holes in the casing of the cap. The ratio of the area of the rotor blades to the rotor blades is not less than 2.5. The rotor has a central regular polygon-shaped hole. The shaft journal is made in the shape of a regular polygon with a hole with an internal thread.

Zaletą wynalazku jest zastosowanie odnawialnych źródeł energii poprzez wykorzystanie energii wiatru do wymuszenia przepływu gazów w kanałach wentylacji oraz uniwersalna budowa nasady, która pozwala dostosować pracę nasady do wentylacji nawiewnej i wywiewnej.The advantage of the invention is the use of renewable energy sources through the use of wind energy to force the flow of gases in the ventilation ducts and the universal construction of the base, which allows you to adjust the operation of the cap to supply and exhaust ventilation.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku 1 i 2.The subject of the invention is shown in the embodiment in Figures 1 and 2.

Nasada kominowa nawiewno-wywiewna według wynalazku składa się z pionowego rotoru 1, wirnika 2 o przepływie osiowym lub ukośnym osadzonym na wspólnym wale 3, który jest posadowiony na dwóch łożyskach kulkowych 4. Nasada jest przeznaczona do wymuszenia przepływu w kanale wentylacyjnym. Rotor zamienia energię kinetyczną wiatru na pracę mechaniczną w postaci ruchu obrotowego, następnie ruch obrotowy przekazywany jest na wirnik 2, który wytwarza różnicę ciśnień po obu stronach wirnika powodując przepływ powietrza przez kanał wentylacyjny 5, obudowę nasady 6 i otwory wentylacje 7. W zależności od sposobu montażu rotoru 1 i wirnika 2 na wale 3 nasada kominowa (wentylacyjna) może być stosowana w kanałach wentylacji grawitacyjnej wywiewnej do wspomagania ciągu kominowego jak i kanałach wentylacji nawiewnej.The supply-exhaust chimney cowl according to the invention consists of a vertical rotor 1, a rotor 2 with axial or oblique flow mounted on a common shaft 3, which is mounted on two ball bearings 4. The chimney is designed to force the flow in the ventilation duct. The rotor converts the kinetic energy of the wind into mechanical work in the form of rotational motion, then the rotary motion is transferred to the rotor 2, which creates a pressure difference on both sides of the rotor, causing air to flow through the ventilation duct 5, the root casing 6 and the vents 7. Depending on the method mounting the rotor 1 and rotor 2 on the shaft 3 the chimney (ventilation) cap can be used in the exhaust gravity ventilation ducts to support the chimney draft and in the supply ventilation ducts.

Wybór funkcji pracy nasady kominowej nawiewno-wywiewnej odbywa się podczas instalacji nasady i montażu rotoru i wirnika na wale w ten sposób, że rotor i wirnik jest odwrócony o 180 stopni w stosunku do płaszczyzn przekroju poprzecznego wirnika i rotoru. Przykład konfiguracji nasady kominowej nawiewno-wywiewnej w wariancie wentylacji nawiewnej przedstawiono na rys. 1, natomiast w konfiguracji dla wentylacji wywiewnej przedstawiono na rys. 2. Montaż wirnika 2, w którym wykonany jest otwór o kształcie wielokąta foremnego na wale 3, odbywa się przez osadzenie wirnika 2 na czop wału 3, którego przekrój poprzeczny również ma kształt wielokąta foremnego i jest dopasowany z centralnym otworem w wirniku 3. Zabezpieczenie przed przesuwaniem się wirnika 2 wzdłuż wału 3 jestThe selection of the function of the supply-exhaust chimney cap is made during the installation of the cap and assembly of the rotor and rotor on the shaft in such a way that the rotor and rotor are turned 180 degrees in relation to the cross-sectional planes of the rotor and rotor. An example of the configuration of the supply-exhaust chimney in the variant of supply ventilation is shown in Fig. 1, while in the configuration for exhaust ventilation, it is shown in Fig. 2. The impeller 2, in which a regular polygonal hole is made on the shaft 3, is mounted of the impeller 2 onto the shaft stub 3, the cross-section of which is also regular polygon and fits with the central bore of the impeller 3. The protection against the movement of the impeller 2 along the shaft 3 is

PL 236 234 B1 realizowane przez wkręcenie śruby 8 do otworu z gwintem wewnętrznym w wale 3 i zastosowanie podkładki sprężystej 9.It is carried out by screwing the screw 8 into the hole with an internal thread in the shaft 3 and using a spring washer 9.

Pokrywa 6 nasady kominowej nawiewno-wywiewnej wykonana jest w kształcie ściętego stożka obrotowego, którego tworząca stożka nachylona jest pod kątem niemniejszym niż 45 stopni (a>45°) do podstawy nasady, co zapewnia swobodny odpływ opadów atmosferycznych na powierzchnię dachu i zabezpiecza przed przedostaniem się opadów atmosferycznych do wewnątrz kanału wentylacyjnego.The cover 6 of the intake-exhaust chimney cap is made in the shape of a truncated rotary cone, the cone of which is inclined at an angle of not less than 45 degrees (a> 45 °) to the base of the chimney, which ensures free outflow of precipitation onto the roof surface and prevents the ingress of precipitation to the inside of the ventilation duct.

W celu zapewnienia odpowiedniej prędkości obrotowej do pracy nasady kominowej stosunek powierzchni łopatek 10 rotoru 1 do łopatek 11 wirnika 2 powinien być nie mniejszy niż 2.5.In order to ensure the appropriate rotational speed for the operation of the chimney cap, the ratio of the area of the blades 10 of the rotor 1 to the blades 11 of the rotor 2 should not be less than 2.5.

Claims

Patent claims

1. A supply and exhaust chimney cowl with a vertical rotor and an axial or oblique flow impeller, characterized in that both these elements are mounted on a common shaft in such a way that there are vertical intake and exhaust openings between the rotor (1) and the rotor (2) (7).

2. The base according to claim 1 3. The method of claim 1, characterized in that the cover (6) through which the shaft (3) passes is made in the shape of a truncated rotary cone, the cone forming of which is inclined at an angle of not less than 45 degrees ((?> 45 °) to the base of the base.

3. The base according to claim 1, A method according to claim 2, characterized in that in the housing of the cap (6) there are vertical intake-exhaust openings (7).

4. The base according to claim 1, The method of claim 3, characterized in that the ratio of the area of the blades (10) of the rotor (1) to the blades (11) of the rotor (2) is not less than 2.5.

5. The base of claim 1 A device according to claim 4, characterized in that the rotor (2) has a central regular polygon-shaped opening.

6. The base according to claim 1, 5. A method according to claim 5, characterized in that the shaft journal (3) is made in the shape of a regular polygon in which a hole with an internal thread is made.