專利名稱：織物空氣擴(kuò)散器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及商用和住宅樓內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)中的空氣擴(kuò)散器。尤其涉及能用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)擴(kuò)散器的織物空氣擴(kuò)散器。本發(fā)明還涉及擴(kuò)散空氣的方法和降低與流動空氣有關(guān)的噪音的方法。
2．現(xiàn)有技術(shù)的說明當(dāng)空氣從裝有供應(yīng)管道的天花板流入房間內(nèi)時，空氣擴(kuò)散器改變空氣的方向。沒有擴(kuò)散器，由管道提供的空氣將直接向下流動進(jìn)入房間。這就可能在房間內(nèi)產(chǎn)生不理想的空氣流。
現(xiàn)有技術(shù)中的擴(kuò)散器通過空氣進(jìn)入房間時改變其方向并進(jìn)行擴(kuò)散，解決了這個問題以及其它問題。為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，現(xiàn)有技術(shù)中典型的擴(kuò)散器的出口“面”具有一組有角度的葉片或百葉窗。
采用有角度的葉片或百葉窗的現(xiàn)有技術(shù)擴(kuò)散器包括以下列出的專利1976年4月6日頒發(fā)給Warren R.Hedrick的美國專利No.3,948,155；1981年5月12日頒發(fā)給Schroeder等人的美國專利No.4,266,470；1983年1月4日頒發(fā)給Wilson等人的美國專利No.4,366,748；1991年10月8日頒發(fā)給Franc Sodec的美國專利No.5,054,379；1993年3月9日頒發(fā)給Craig S.Ludwig的美國專利No.5,192,348和1995年10月3日頒發(fā)給Craig S.Ludwig的美國專利No.5,454,756。
在擴(kuò)散器系統(tǒng)中使用織物薄片來過濾進(jìn)入房間的空氣中的灰塵和其他微粒物質(zhì)。在1986年8月5日頒發(fā)給Charles W.Soltis的美國專利No.4,603,618中揭示了一種具有固定在多孔天花板柵上的織物薄片的清潔房間通風(fēng)系統(tǒng)?？椢锉∑^濾空氣并向房間內(nèi)提供均勻的層流空氣?？椢锉∑投嗫讝旁谡麄€天花板上延伸，并且空氣由天花板直接向下進(jìn)入房間。
現(xiàn)有技術(shù)中的空氣擴(kuò)散器具有許多問題。它們經(jīng)常容易在有角度的葉片周圍積聚灰塵。另外現(xiàn)有的空氣處理系統(tǒng)易于產(chǎn)生噪聲。
織物還被用來吸收聲音。在1979年5月1日頒發(fā)給已故的Cook等人的美國專利No.4,152,474中揭示了一種包括一具有多個開口基片的聲學(xué)吸收器。有機(jī)聚合體涂層覆蓋在基片上，并部分地填充基片內(nèi)的開口。
希望提供一種輕型的。沒有目前空氣擴(kuò)散器問題的空氣擴(kuò)散器。還希望提供一種擴(kuò)散方法以及降低與空氣擴(kuò)散相關(guān)的噪聲的方法。
發(fā)明簡介本發(fā)明涉及織物空氣擴(kuò)散器和擴(kuò)散空氣的方法。擴(kuò)散器包括用來連接一空氣供應(yīng)管道端部的框架。安裝在框架內(nèi)的是一稀松組織織物薄片?？椢锉∑淖冸x開織物薄片時空氣的方向。更具體地說，織物薄片改變和分散垂直進(jìn)入織物薄片的空氣。一旦離開稀松組織，空氣沿著織物薄片的側(cè)面流動，并沿著所有方向徑向向外擴(kuò)散。側(cè)面偏斜的程度由流量，稀松組織的尺寸和織物厚度決定。
本發(fā)明的一個方面是織物薄片涂有一層抗污垢材料。抗污垢材料可以抑制灰塵和其他微粒物質(zhì)積聚在織物薄片上，所以易于清潔擴(kuò)散器。
織物和涂層最好由非易燃性材料制成，如纖維玻璃織物和聚四氟乙烯(PTFE)涂層。
本發(fā)明的另一方面是織物空氣擴(kuò)散器可用來降低與流過一定容積(如空氣管道)空氣有關(guān)的噪聲。通過布置稀松組織織物薄片穿過容積整個橫截面積，薄片降低了因空氣穿過空間而引起的噪聲。具體地說，織物空氣擴(kuò)散器可用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的、空氣穿過葉片時會產(chǎn)生較大噪聲的、典型的有角度葉片擴(kuò)散器。
織物空氣擴(kuò)散器可用于各種空氣分配系統(tǒng)中，如熱/冷/通風(fēng)(HVAC)系統(tǒng)中。
附圖簡介

圖1是本發(fā)明織物空氣擴(kuò)散器的立體圖；圖2是用于本發(fā)明的稀松組織織物的立體圖；圖3是稀松組織織物的放大俯視圖，說明較佳的編織以及經(jīng)紗和緯紗的構(gòu)造；圖4是安裝在空氣供應(yīng)管道端部的擴(kuò)散器的側(cè)視圖，示出離開織物薄片時空氣的方向變化；圖5是安裝在空氣管道上的擴(kuò)散器仰視圖，示出空氣沿著所有方向徑向離開織物薄片；圖6a和圖6b示出具有伸入矩形腔體內(nèi)的錐形部分的空氣管道的側(cè)視圖和立體圖；圖7示出一實(shí)驗(yàn)用空氣管道系統(tǒng)的立體圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明參考圖1，在較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的織物擴(kuò)散器1包括一用來連接典型空氣供應(yīng)管道端部的矩形框架5。安裝在矩形框架內(nèi)的是一扁平的、稀松組織玻璃織物薄片7?？椢锉∑募喚€最好涂有抗污垢材料(未在圖中示出)。涂層不會完全填滿薄片的稀松組織區(qū)域。因此在薄片內(nèi)仍保持一基本稀松的區(qū)域。抗污垢材料最好是氟聚合體，如聚四氟乙烯(PTFE)，但是也能使用其他表面能較低的聚合體，如氟聚合體。
織物薄片7分別由交織的經(jīng)紗10和緯紗12構(gòu)成，即典型地相互垂直。在較佳實(shí)施例中，經(jīng)紗10和緯紗12分別對角延伸穿過矩形框架5。但是紗線的排列也可平行框架邊緣。紗線的對角定向可簡化織物在框架內(nèi)的安裝，但是也可以改變定向以產(chǎn)生理想的美學(xué)效果。
參考圖2和圖3，以交叉的方式將經(jīng)紗10和緯紗12交織在一起。每根紗線包括多根捆扎成纏繞束的單纖維15。未編織前的經(jīng)紗和緯紗圓形橫截面直徑大約為28mils(1mil=1×10-3英寸)。編織后，紗線的橫截面形狀呈橢圓形。
織物薄片具有某些多孔稀松組織17。每個孔在平面內(nèi)基本上是邊長為50×50mils的矩形?？偟南∷蓞^(qū)域大約占織物面積的38％?？椢锉∑暮穸却蠹s為23mils?？椢锏慕o定尺寸適用于與傳統(tǒng)空氣處理系統(tǒng)相關(guān)的空氣量和壓力?？梢愿淖兛椢锉∑某叽?，但是這取決于流入織物的空氣量和壓力以及希望的偏斜量。
參考圖4，織物空氣擴(kuò)散器1被連接到一通常與房間內(nèi)天花板25表面平齊的空氣供應(yīng)管道21端部上。將擴(kuò)散器1定位于空氣供應(yīng)管道21的端部使得來自管道內(nèi)的空氣垂直流入織物薄片。在圖4和圖5中，用箭頭方向表示空氣流動傳播總方向。雖然一些因素(如由擴(kuò)散器引起的背壓和特定空氣管道的形狀等)可能使管道21內(nèi)任一給定點(diǎn)處的空氣流動方向發(fā)生變化，但是空氣傳播的總方向是向下流入擴(kuò)散器薄片內(nèi)的?？椢锉∑淖兞穗x開薄片時空氣的傳播方向。如圖4中箭頭所示，改變方向的空氣沿著薄片的側(cè)面流動，并如圖5(仰視圖)中箭頭所示，沿著所有方向徑向向外流動。這個方向改變使空氣根據(jù)具體擴(kuò)散器和供應(yīng)管道的布置而緊靠著天花板或墻壁流動。雖然在較佳實(shí)施例中，空氣離開稀松孔沿著織物薄片側(cè)面徑向向外流動，但是可以想象可用不同類型和尺寸的織物以其他方式偏斜空氣。同樣，雖然在較佳實(shí)施例中，織物薄片是扁平結(jié)構(gòu)的，但是可以想象薄片可以呈彎曲形式，例如通過熱加工形成盤狀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的空氣擴(kuò)散器已成功地改變了來自數(shù)根不同形狀和尺寸的空氣管道內(nèi)的空氣的傳播方向。例如，圖6a和6b示出具有延伸進(jìn)錐形部分35內(nèi)的圓柱形空氣供給線路37的管道30，而這個錐形部分再進(jìn)一步延伸進(jìn)入矩形腔41的開口面。矩形腔41設(shè)置在天花板43內(nèi)的一切除部分上。擴(kuò)散器1安裝在矩形腔41的開口面上。管道的典型尺寸包括一直徑為6英寸的延伸進(jìn)入矩形腔的圓柱形供給線路37，矩形腔具有相同的側(cè)面長度21英寸以及0.5英寸的高度。測試以后，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)空氣穿過擴(kuò)散器1時，如上述圖4、5所示，空氣分別從擴(kuò)散器側(cè)面流出，并沿著所有方向徑向向外流動。
已在圖7所示的試驗(yàn)管道系統(tǒng)中測試過空氣擴(kuò)散器了。在試驗(yàn)中，長度為17英寸，高度為10.5英寸，深度為12.75英寸的矩形盒45具有開口端47和帶有直徑約為4英寸的圓形開口55的封閉端51。擴(kuò)散器1(由適當(dāng)尺寸構(gòu)成)安裝在開口端47上，并且一個4英寸的風(fēng)扇安裝在圓形開口55內(nèi)。具有3英寸圓形開口67的擋板65橫向設(shè)置在盒45的中心。擋板60用來在盒45的內(nèi)部產(chǎn)生空氣壓力分配變化。在不同的風(fēng)扇速度下，可以觀察到離開擴(kuò)散器1的空氣將沿著擴(kuò)散器側(cè)面流動，并且當(dāng)空氣離開擴(kuò)散器1時徑向向外流動。
例子1一種由New Hampshire,Merrimack的Chemfab公司制造的大約23平方英寸的涂有PTFE的商標(biāo)為Chemglas1589的玻璃纖維薄片被安裝在用來連接空氣供應(yīng)管道端部的矩形框架內(nèi)。這薄片與上述說明中給定的尺寸相同，并且經(jīng)紗和緯紗對角延伸穿過矩形框架。
然后將擴(kuò)散器安裝到與天花板表面齊平的空氣供應(yīng)管道的端部上。然后就能觀察到空氣流的方向改變和速度。直接垂直流入織物內(nèi)的空氣流改變方向側(cè)向地流動或相對地平行于織物平面流動。
另外，如果帶著一個風(fēng)速計橫穿織物平面，在織物平面中心區(qū)域內(nèi)的織物表面上會發(fā)現(xiàn)一“死區(qū)”即空氣速度事實(shí)上為零的區(qū)域。偏斜的空氣從死區(qū)出發(fā)沿著所有方向徑向向外流動。事實(shí)上，當(dāng)測量裝置位于天花板下幾英寸處時，是測不到空氣流動的?？諝饬鲃拥乃椒至?，即偏移度(throw)，在織物覆蓋孔下方顯著地沿著所有方向延伸離開空氣流動源，而同時仍保持著其“緊靠天花板”的特性。
可以進(jìn)一步觀察到當(dāng)空氣流經(jīng)織物時，與傳統(tǒng)的擴(kuò)散器的噪聲相比，本裝置顯著地降低了與之相關(guān)的噪聲。
權(quán)利要求
1．一種用于空氣供應(yīng)管道的織物空氣擴(kuò)散器，它包括一用來把擴(kuò)散器連接到空氣供應(yīng)管道上的框架；和一安裝在框架內(nèi)的稀松組織織物薄片，用它來改變離開薄片時空氣的流動方向。
2．一種如權(quán)利要求1所述的織物空氣擴(kuò)散器，其特征在于，薄片是扁平的，包括基本上非易燃性的材料，并涂有抗污垢非易燃性成分。
3．一種如權(quán)利要求2所述的織物空氣擴(kuò)散器，其特征在于，抗污垢成分是一表面能較低的聚合物。
4．一種如權(quán)利要求3所述的織物空氣擴(kuò)散器，其特征在于，抗污垢成分包括PTFE。
5．一種如權(quán)利要求4所述的織物空氣擴(kuò)散器，其特征在于，框架呈矩形，并且織物具有對角延伸穿過框架的經(jīng)紗和緯紗。
6．一種擴(kuò)散空氣供應(yīng)管道中空氣流動的方法，這個方法包括提供一使離開薄片時改變空氣方向的稀松組織織物薄片；將織物安裝在框架內(nèi)；和將框架連接到空氣供應(yīng)管道上。
7．一種如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，織物薄片是扁平的，包括基本上非易燃性的材料，并涂有抗污垢非易燃性成分。
8．一種如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，抗污垢成分是一表面能較低的聚合物。
9．一種如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，抗污垢成分包括PTFE。
10．一種如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，框架呈矩形，并且織物具有對角延伸穿過框架的經(jīng)紗和緯紗。
11．一種用來降低與空氣流過限定體積相關(guān)的噪聲的方法，它包括穿過體積整個橫截面面積設(shè)置一稀松組織織物薄片，用它來改變離開薄片時空氣的流動方向，以便降低空氣穿過織物薄片時產(chǎn)生的噪聲。
12．一種如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，織物薄片是扁平的，包括基本上非易燃性的材料，并涂有抗污垢非易燃性成分。
13．一種如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，抗污垢成分是一表面能較低的聚合物。
14．一種如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，抗污垢成分包括PTFE。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種織物空氣擴(kuò)散器1和擴(kuò)散空氣的方法。擴(kuò)散器包括用來連接空氣供應(yīng)管道21端部的框架5。安裝在框架內(nèi)的是一扁平的稀松組織織物薄片7。通過改變離開織物薄片7的空氣的方向,織物薄片7改變穿過稀松組織的空氣方向,使它們擴(kuò)散。
文檔編號F24F13/06GK1209870SQ97191780
公開日1999年3月3日 申請日期1997年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月24日
發(fā)明者K·G·克貝爾 申請人:化學(xué)織物有限公司