专利名称：织物空气扩散器的制作方法
技术领域：
本发明涉及本发明涉及商用和住宅楼内环境控制系统中的空气扩散器。尤其涉及能用来代替传统扩散器的织物空气扩散器。本发明还涉及扩散空气的方法和降低与流动空气有关的噪音的方法。
2．现有技术的说明当空气从装有供应管道的天花板流入房间内时，空气扩散器改变空气的方向。没有扩散器，由管道提供的空气将直接向下流动进入房间。这就可能在房间内产生不理想的空气流。
现有技术中的扩散器通过空气进入房间时改变其方向并进行扩散，解决了这个问题以及其它问题。为了实现这个目标，现有技术中典型的扩散器的出口“面”具有一组有角度的叶片或百叶窗。
采用有角度的叶片或百叶窗的现有技术扩散器包括以下列出的专利1976年4月6日颁发给Warren R.Hedrick的美国专利No.3,948,155；1981年5月12日颁发给Schroeder等人的美国专利No.4,266,470；1983年1月4日颁发给Wilson等人的美国专利No.4,366,748；1991年10月8日颁发给Franc Sodec的美国专利No.5,054,379；1993年3月9日颁发给Craig S.Ludwig的美国专利No.5,192,348和1995年10月3日颁发给Craig S.Ludwig的美国专利No.5,454,756。
在扩散器系统中使用织物薄片来过滤进入房间的空气中的灰尘和其他微粒物质。在1986年8月5日颁发给Charles W.Soltis的美国专利No.4,603,618中揭示了一种具有固定在多孔天花板栅上的织物薄片的清洁房间通风系统。织物薄片过滤空气并向房间内提供均匀的层流空气。织物薄片和多孔栅在整个天花板上延伸，并且空气由天花板直接向下进入房间。
现有技术中的空气扩散器具有许多问题。它们经常容易在有角度的叶片周围积聚灰尘。另外现有的空气处理系统易于产生噪声。
织物还被用来吸收声音。在1979年5月1日颁发给已故的Cook等人的美国专利No.4,152,474中揭示了一种包括一具有多个开口基片的声学吸收器。有机聚合体涂层覆盖在基片上，并部分地填充基片内的开口。
希望提供一种轻型的。没有目前空气扩散器问题的空气扩散器。还希望提供一种扩散方法以及降低与空气扩散相关的噪声的方法。
发明简介本发明涉及织物空气扩散器和扩散空气的方法。扩散器包括用来连接一空气供应管道端部的框架。安装在框架内的是一稀松组织织物薄片。织物薄片改变离开织物薄片时空气的方向。更具体地说，织物薄片改变和分散垂直进入织物薄片的空气。一旦离开稀松组织，空气沿着织物薄片的侧面流动，并沿着所有方向径向向外扩散。侧面偏斜的程度由流量，稀松组织的尺寸和织物厚度决定。
本发明的一个方面是织物薄片涂有一层抗污垢材料。抗污垢材料可以抑制灰尘和其他微粒物质积聚在织物薄片上，所以易于清洁扩散器。
织物和涂层最好由非易燃性材料制成，如纤维玻璃织物和聚四氟乙烯(PTFE)涂层。
本发明的另一方面是织物空气扩散器可用来降低与流过一定容积(如空气管道)空气有关的噪声。通过布置稀松组织织物薄片穿过容积整个横截面积，薄片降低了因空气穿过空间而引起的噪声。具体地说，织物空气扩散器可用来代替传统的、空气穿过叶片时会产生较大噪声的、典型的有角度叶片扩散器。
织物空气扩散器可用于各种空气分配系统中，如热/冷/通风(HVAC)系统中。
附图简介
图1是本发明织物空气扩散器的立体图；图2是用于本发明的稀松组织织物的立体图；图3是稀松组织织物的放大俯视图，说明较佳的编织以及经纱和纬纱的构造；图4是安装在空气供应管道端部的扩散器的侧视图，示出离开织物薄片时空气的方向变化；图5是安装在空气管道上的扩散器仰视图，示出空气沿着所有方向径向离开织物薄片；图6a和图6b示出具有伸入矩形腔体内的锥形部分的空气管道的侧视图和立体图；图7示出一实验用空气管道系统的立体图。
较佳实施例的详细说明参考图1，在较佳实施例中，本发明的织物扩散器1包括一用来连接典型空气供应管道端部的矩形框架5。安装在矩形框架内的是一扁平的、稀松组织玻璃织物薄片7。织物薄片的纱线最好涂有抗污垢材料(未在图中示出)。涂层不会完全填满薄片的稀松组织区域。因此在薄片内仍保持一基本稀松的区域。抗污垢材料最好是氟聚合体，如聚四氟乙烯(PTFE)，但是也能使用其他表面能较低的聚合体，如氟聚合体。
织物薄片7分别由交织的经纱10和纬纱12构成，即典型地相互垂直。在较佳实施例中，经纱10和纬纱12分别对角延伸穿过矩形框架5。但是纱线的排列也可平行框架边缘。纱线的对角定向可简化织物在框架内的安装，但是也可以改变定向以产生理想的美学效果。
参考图2和图3，以交叉的方式将经纱10和纬纱12交织在一起。每根纱线包括多根捆扎成缠绕束的单纤维15。未编织前的经纱和纬纱圆形横截面直径大约为28mils(1mil=1×10-3英寸)。编织后，纱线的横截面形状呈椭圆形。
织物薄片具有某些多孔稀松组织17。每个孔在平面内基本上是边长为50×50mils的矩形。总的稀松区域大约占织物面积的38％。织物薄片的厚度大约为23mils。织物的给定尺寸适用于与传统空气处理系统相关的空气量和压力。可以改变织物薄片的尺寸，但是这取决于流入织物的空气量和压力以及希望的偏斜量。
参考图4，织物空气扩散器1被连接到一通常与房间内天花板25表面平齐的空气供应管道21端部上。将扩散器1定位于空气供应管道21的端部使得来自管道内的空气垂直流入织物薄片。在图4和图5中，用箭头方向表示空气流动传播总方向。虽然一些因素(如由扩散器引起的背压和特定空气管道的形状等)可能使管道21内任一给定点处的空气流动方向发生变化，但是空气传播的总方向是向下流入扩散器薄片内的。织物薄片改变了离开薄片时空气的传播方向。如图4中箭头所示，改变方向的空气沿着薄片的侧面流动，并如图5(仰视图)中箭头所示，沿着所有方向径向向外流动。这个方向改变使空气根据具体扩散器和供应管道的布置而紧靠着天花板或墙壁流动。虽然在较佳实施例中，空气离开稀松孔沿着织物薄片侧面径向向外流动，但是可以想象可用不同类型和尺寸的织物以其他方式偏斜空气。同样，虽然在较佳实施例中，织物薄片是扁平结构的，但是可以想象薄片可以呈弯曲形式，例如通过热加工形成盘状结构。
本发明的空气扩散器已成功地改变了来自数根不同形状和尺寸的空气管道内的空气的传播方向。例如，图6a和6b示出具有延伸进锥形部分35内的圆柱形空气供给线路37的管道30，而这个锥形部分再进一步延伸进入矩形腔41的开口面。矩形腔41设置在天花板43内的一切除部分上。扩散器1安装在矩形腔41的开口面上。管道的典型尺寸包括一直径为6英寸的延伸进入矩形腔的圆柱形供给线路37，矩形腔具有相同的侧面长度21英寸以及0.5英寸的高度。测试以后，可以发现当空气穿过扩散器1时，如上述图4、5所示，空气分别从扩散器侧面流出，并沿着所有方向径向向外流动。
已在图7所示的试验管道系统中测试过空气扩散器了。在试验中，长度为17英寸，高度为10.5英寸，深度为12.75英寸的矩形盒45具有开口端47和带有直径约为4英寸的圆形开口55的封闭端51。扩散器1(由适当尺寸构成)安装在开口端47上，并且一个4英寸的风扇安装在圆形开口55内。具有3英寸圆形开口67的挡板65横向设置在盒45的中心。挡板60用来在盒45的内部产生空气压力分配变化。在不同的风扇速度下，可以观察到离开扩散器1的空气将沿着扩散器侧面流动，并且当空气离开扩散器1时径向向外流动。
例子1一种由New Hampshire,Merrimack的Chemfab公司制造的大约23平方英寸的涂有PTFE的商标为Chemglas1589的玻璃纤维薄片被安装在用来连接空气供应管道端部的矩形框架内。这薄片与上述说明中给定的尺寸相同，并且经纱和纬纱对角延伸穿过矩形框架。
然后将扩散器安装到与天花板表面齐平的空气供应管道的端部上。然后就能观察到空气流的方向改变和速度。直接垂直流入织物内的空气流改变方向侧向地流动或相对地平行于织物平面流动。
另外，如果带着一个风速计横穿织物平面，在织物平面中心区域内的织物表面上会发现一“死区”即空气速度事实上为零的区域。偏斜的空气从死区出发沿着所有方向径向向外流动。事实上，当测量装置位于天花板下几英寸处时，是测不到空气流动的。空气流动的水平分量，即偏移度(throw)，在织物覆盖孔下方显著地沿着所有方向延伸离开空气流动源，而同时仍保持着其“紧靠天花板”的特性。
可以进一步观察到当空气流经织物时，与传统的扩散器的噪声相比，本装置显著地降低了与之相关的噪声。
权利要求
1．一种用于空气供应管道的织物空气扩散器，它包括一用来把扩散器连接到空气供应管道上的框架；和一安装在框架内的稀松组织织物薄片，用它来改变离开薄片时空气的流动方向。
2．一种如权利要求1所述的织物空气扩散器，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。
3．一种如权利要求2所述的织物空气扩散器，其特征在于，抗污垢成分是一表面能较低的聚合物。
4．一种如权利要求3所述的织物空气扩散器，其特征在于，抗污垢成分包括PTFE。
5．一种如权利要求4所述的织物空气扩散器，其特征在于，框架呈矩形，并且织物具有对角延伸穿过框架的经纱和纬纱。
6．一种扩散空气供应管道中空气流动的方法，这个方法包括提供一使离开薄片时改变空气方向的稀松组织织物薄片；将织物安装在框架内；和将框架连接到空气供应管道上。
7．一种如权利要求6所述的方法，其特征在于，织物薄片是扁平的，包括基本上非易燃性的材料，并涂有抗污垢非易燃性成分。
8．一种如权利要求7所述的方法，其特征在于，抗污垢成分是一表面能较低的聚合物。
9．一种如权利要求8所述的方法，其特征在于，抗污垢成分包括PTFE。
10．一种如权利要求9所述的方法，其特征在于，框架呈矩形，并且织物具有对角延伸穿过框架的经纱和纬纱。
11．一种用来降低与空气流过限定体积相关的噪声的方法，它包括穿过体积整个横截面面积设置一稀松组织织物薄片，用它来改变离开薄片时空气的流动方向，以便降低空气穿过织物薄片时产生的噪声。
12．一种如权利要求11所述的方法，其特征在于，织物薄片是扁平的，包括基本上非易燃性的材料，并涂有抗污垢非易燃性成分。
13．一种如权利要求12所述的方法，其特征在于，抗污垢成分是一表面能较低的聚合物。
14．一种如权利要求13所述的方法，其特征在于，抗污垢成分包括PTFE。
全文摘要
本发明提供了一种织物空气扩散器1和扩散空气的方法。扩散器包括用来连接空气供应管道21端部的框架5。安装在框架内的是一扁平的稀松组织织物薄片7。通过改变离开织物薄片7的空气的方向,织物薄片7改变穿过稀松组织的空气方向,使它们扩散。
文档编号F24F13/06GK1209870SQ97191780
公开日1999年3月3日 申请日期1997年1月24日 优先权日1996年1月24日
发明者K·G·克贝尔 申请人:化学织物有限公司