专利名称：不耗能的空气交换器的制作方法
技术领域：
本申请实用新型涉及室内通风换气，尤其是不需要能源消耗，新鲜空气就会自动地源源不断地进入室内，而室内的原有气体按事先设定的排放口被排出室外的室内通风技术。
技术背景到目前为止，室内的通风换气仍采用开门、开窗，或采用抽排气扇来实现室内的通风和换气。前者之不足是当遇有逆向气流，不仅室内原有气体排不出去，冷气还会大量进入，尤其是寒冷季节造成室内温度急聚变化，人难以承受；而后者需要能源消耗，又会带来噪音干扰，还有温度的急聚变化等副面影响。而进一步的较新的现有技术是窗用无能耗、多功能、高效排气装置(专利申请号ZL98248015·6，是本人于前申请的)只对室内气体排放作了阐明和论述，但没有涉及气体如何进入室内的这一重要的不可缺少的部分，缺少这一方面，室内气体的通风换气就难于实现。
实用新型的内容1.实用新型的目的本实用新型的目的是提供一种新型的不耗能的空气交换器，它不仅能实现新鲜气体源源不断地从进气口进入室内，而室内的原有气体会有序的按事先设定的排放口被排出室外，而且是在不需要消耗能源的情况下实现的。
2.技术方案本实用新型的目的是这样实现的不耗能的空气交换器是由进气装置和新排气装置所组成。根据物理学和空气动力学所阐明的自然界存在的客观规律空气粒子的分布是不均匀的，压强随高度的增加而指数地降低，称之为气压公式；气体在流动时压强会降低；当气体受热后气体密度将减小(气体密度ρ＝PM/RT，T＝t+273°，当t上升时，ρ将减小)。按照以上气体的特性而研制、设计的排气装置，安装在房屋窗户的尽可能高处；而进气装置安装在房门(或墙)的尽可能低的位置。两者间就人为地形成了高度差，因而也形成了一定的气体压力差(Δp)，当室外有气流(风)吹向排气装置时，就会在排气口产生低压(即排气口压强将降低)，经排气装置流向室外；这些因素会促使室内气体经排气装置流向室外；而这一流动又会促使室内气体压强降低，在气进装置的室外气体在压差作用下进入室内。不耗能的空气交换器就是这样实现室内气体与室外气体有序地进行交换的。
图1是空气流通控制器实施例的纵剖面结构图。
图中1.护网2.边框 3.插板4.横撑5.护板6.活门7.螺钉 8.窗纱9.胶条图2是新排气装置I型实施例的主视、俯视结构图图中1.排气座 2.盘形挡板 3.导向锥 4.导流锥体5.螺钉6.支柱 7.拉杆8.导管图3是不耗能的空气交换器用于厨房实施例的安装示意图。
图中1.门 2.新排气装置I型 3.抽油烟机4.窗户5.燃气灶图4是不耗能的空气交换器用于二室一厅一厨一卫的实施例示意图。
图5是窗用无能耗、多功能、高效排气装置(ZL98248015·6)的结构图图中1.排气管2.锥形挡板3.导向锥4.导流锥6.连接支板图6是新排气装置II实施例的结构图图中1.排气管2.拉杆3.抽油烟机4.排烟道墙 8.导管具体实施方式
在图1中，长方形边框(2)从房门内方嵌入门(或墙)的下方，护网(1)用螺钉从门外固定在门上，在左、右和下边框的边沿设有导轨。用作装插板(3)，横长竖窄的中空部分的底部被横撑(4)等分，胶条(9)将窗纱(8)固定在底部周边的槽内，护板(5)将活门(6-软体)、窗纱压在边框底部和横撑上并用螺钉固定。形成了一个只允许空气单方向通过的，流量可调的空气流通控制器。
从图1可知，房门将室内外隔成两部，门左为室内，门右为室外，当室内外气体压力相等时(即P左＝P左)，室内外气体是不流动的。当室内气体压强大于室外气体压强时即(P左＞P右，ΔP＝P左-P左＞0)，室内气体在ΔP作用下将向室外流动，压差(ΔP)将活门推向窗纱，通道被封闭，空气不能通过。反之，当ΔP＜0时，空气在压差作用下，活门被打开，室外空气进入室内。空气流通控制器既可作气体的通道，并可对方向和流量大小进行控制。在此是作为进气装置使用；亦可作排气装置使用，应装在室内尽可能高处。
在图2中，本申请实用新型的新排气装置I型与现有技术(附图5)作比较可知，本申请的设计更符合流体力学的特点，流线形的盘型挡板(2)、导向锥(3)、导流锥体(4)通过两组(3个中等长度、3个短的)支柱(6)用螺钉将三者连接成一个上大底尖分层的同心体，用一组较长的支柱、螺钉将其固定在上园底方(亦称天园地方)的排气座(1)上，用两组长度不等的可调拉杆(7)将导管(8)固定在排气座的下方口内，并要求上大底尖分层的同心体、导管和排气座三者同轴。
新结构体现了新材料新工艺等先进的加工理念，外形美观、整体性好，简化了加工制造，组装使用标准件(现有技术组装使用焊接方法)，既减少了变形，又降低了成本，属现代化高生产率生产方式，当与抽油烟配套使用时能有效的保证喷射泵所要求的最佳位置，现场安装简便易行。
在图3所示实施例中，门(1)下方装空气流通控制器作为进气装置(无插板)， 此符号表示当压差ΔP＝PA-PB＞0时，在ΔP作用下活门被打开，室外气体从A通过空气流通控制器到B；当ΔP＝0时，气体不流动；当ΔP＜0时，活门被关闭，室外气体不能反方向流动；窗(4)装新排气装置I型，B点与C点高度差为H。
以下结合附图3对本实用新型的功能、动态构造和使用方法予以讨论1.当室外无任意气流n时根据气压公式，在ΔP＝PB-PC＞0作用下，气体从B流向C、D；B点气体这一流动压强将降低，即PB＜PA，ΔP＝PA-PB＞0作用下，室外气体由A向B流动而进入室内。这说明不耗能的空气交换器是利用物理学和空气动力学的客观规律，实现了不消耗任何能源(不消耗一滴油、一度电)的情况下，室外气体就能自动进入室内，而室内原有气体按事先设定的排放口有序地被排出室外。
2.当室外存在任意方向气流n时由于n的作用，在盘形挡板(2)与排气座(1)的周边之间形成的排气口的压强将降低；从盘形挡板中心孔进入的n被导向锥(3)改变方向后，在排气口又会产生低压强，至使排气装置的进气口与排气口的压差增大(ΔP＝P进-P出差值增大)，设由于n的作用在C点压强为P＇C，在B点的压强为P＇B，而n在A点形成的压强为P＇A；最终要看在进气口两边形成的压差(ΔP＇＝P＇A-P＇B)值才是决定气体能否进入室内的关键。有以下两种可能(1)当ΔP＇＞0时，室外气体在ΔP＇作用下，推开活门进入室内，而室内气体在压差作用下，通过排气口被排出室外。
(2)当ΔP＇≤0时，空气流通控制器活门被关闭，气体不能进入室内，而室内原有气体不会被排出室外。
从上述讨论中可知当室外有任意方向气流(风)n存在时，会出现空气流通控制器的活门时启时闭的现象，表明室内气体的通风是时断时续地进行。
3.当使用抽油烟时抽油烟机(3)的高速烟气流在排气装置的喉口(方与园的结合部)形成低压，造成排气装置的进气口与喉口间较大的压差(ΔP)，这实际等于安装了一台不耗能的喷射泵，加速了室内逸出抽油烟机的油烟和室内顶层的热空气的排放；而抽油机高速旋转的电机转子所形成的低压，不耗能的喷射泵及进、排气口位置的高度差所形成的压差，这三部分的推动力将室内原有气体从排放口排出室外，在压差作用下室外气体从进气口源源进入室内，完成了厨房的通风换气循环。
4.当使用燃气灶时
灶头附近的气体被加热后，气体密度变小，被低温比重大压强高的气体推向高处，加速了室内气体的排放和室外气体的进入；当火旺(人多也一样)需氧量大时，进入的新鲜气体相应就会增多，有伺服效应。所以当厨房使用不耗能的空气交换器以后，节能效果极为显著。
5.在办公室、教室、医院病房和卧室安装了不耗能的空气交换器以后，除进、排气口间因高度差形成压差推动气体流动之外，由于人的存在和呼吸也是推动气体流动、交换至关重要的力量，人多吸入的气体自然就多，再呼出时就成了被加热，比重轻密度小温度高的CO2和H2O(水蒸气)等，被密度大温度低压强高的气体推向较高处而离开人体，补充的是新鲜气体。烟气、呼出的废气用后离开人体后不会再重复进入人体，再吸入的是新鲜空气。有利于人体新陈代谢，不会缺氧；更重要的是减少人群因病带菌的交叉感染，有利于健康。
在图4所示实施例中是二室一厅、一厨一卫的民居1.在分户门和卧1的阳台门下方装空气流通控制器(如附图1所示)，作为进气装置。
2.在厨房的窗上的尽可能高处装新排气装置I型，将抽油烟机的烟管插入导管(8)内(如附图3所示)。在厨房门的下方安装空气流通控制器(如附图1所示)作为进气装置，去掉插板，这样的好处是当燃气有少量泄漏时，不会形成爆炸浓度。
3.在卧2的窗上尽可能的高处安装新排气装置I型，去掉导管(8)和可调拉杆(因为卧室不需要抽油机)。将去掉插板的空气流通控制器从门的下方平移到新排气装置I型的方进气口前接在一起—应该将长方框改成正方形。这一移动的好处在于当室外存在n气流时，时启时闭的活门在未关闭到关闭这段时间，从排气口外径直进入的气体就会被关闭在窗外，不会影响室内温度，这对卧室甚为重要。在卧2门的下方以百叶窗作为进气装置即可。这样形成的进排气装置就会在高度差所形成的压差下自动进气和排气。
4.从图4可知卫生间只有小排气洞，不耗能的空气交换器是这样构成的(1)在门的下方按照附图1装空气流通控制器，作为进气装置，这样从门下的进气口到排气洞就构成了高度差H，也就形成了压差ΔP。因为这种排气洞一般没有任意气流n的直接作用，在ΔP作用下，气体从进气口进入卫生间，从排气洞流出室外。
(2)也可以将空气流通控制器移至排气洞，在这里空气流通控制器除去掉插板外，其作用已不是进气作用而成为排气装置，在门下只装百叶窗作为进气装置，因高度差H的存在所形成的压差(气压公式)作用下，气体从进气口进入，从排气装置(即空气流通控制器)排出室外，因为空气流通控制器的活门只准气体单方向流动，当气压变化时，也不会出现气体的反向流动。
同样，三室一厅一厨二卫的民居不耗能的空气交换器都可以很好地运行，机理是一样的。
在图5所示的是实施例中是为了说明现有技术(窗用无能耗、多功能、高效排气装置——申请号ZL98248015·6)与本申请实用新型在形状上，结构上有所不同，有所改进和发展，便于比较。
在图6中所示实施例中厨房没有窗户而设有排烟道时所使用的新排气装置II型的结构，是由喇叭形的排气座(1)通过两组长短不一的可调拉杆(2)将导管(8)连接在一起，并保证同轴，抽油烟的烟管插入导管口内，排气座的小头插入烟道，不带插板(同样是出于燃气安全使用)的空气流通控制器用作进气装置(如附图1所示)，形成了又一种形式的厨房用不耗能的空气交换器。与新排气装置I型之不同在于没有防逆风装置，使用方法和效果是一样的。
权利要求1.一种用于室内通风的不耗能的空气交换器，由进气和排气装置所组成，其特征是进气装置是把空气流通控制器装在门的最低处，作为空气的单方向通道，流量大小可调；排气装置是一个能防逆风且将逆风的阻力转化为动力的装置，装在窗户的尽可能高处，进气装置与排气装置人为地形成了高度差。
2.根据权利要求1所述的不耗能的空气交换器，其特征是空气流通控制器由4个边框组成的一个横长竖窄的中空长方体，左右和下边框的边沿有导轨，用于装插板；横长竖窄的长方形底部被横撑等分；胶条将窗纱固定在底部周边的槽内，护板将活门、窗纱压在边框的底部和横撑上，护网装在进气方。
3.根据权利要求1所述的不耗能的空气交换器，其特征是新排气装置I型由流线形的盘形挡板、导向锥、导流锥体，通过两组支柱用螺钉将三者连接成一个上大底尖而分层的同心体，用一组较长的支柱、螺钉将其固定在上园底方亦称天园地方的排气座上；当用于抽烟机配套时，用两组长度不等的可调拉杆将导管固定在排气座的下方口内，并要求上大底尖分层的同心体，导管和排气座三者同轴。
4.根据权利要求1所述，不耗能的空气交换器，其特征是新排气装置II型由喇叭形的排气座，将小头插入烟道，通过可调拉杆将导管固定在喇叭口内并保证两者同轴，抽烟机的烟管插入导管内。
专利摘要一种用于室内通风换气的不耗能的空气交换器，由进气和排气装置组成，由只准单向通过、流量可调的空气流通控制器用作进气装置，装在门的最低部位；天圆园地方形的具有防止用逆风功能的新排气装置，装在窗户的尽可能高处。在进气与排气间人为的高度差为压差存在提供了条件。在压差作用下实现室内外气体的交换；室内的热源体(燃气灶、人的存在和呼吸)将室内气体加热升温加速了气体的进入与排放。不耗能的空气交换器，集节能、环保、健康功能于一身，还对人与物所需氧气量有伺服功能；特别是室内经过人呼吸和燃烧后的产物不会再进入人体重复使用，避免了交叉感染，这一点对卧室、教室、办公室、医院病房尤为重要，远优于开门窗通风换气的传统方法。
文档编号F24F7/00GK2578710SQ02252788
公开日2003年10月8日 申请日期2002年9月6日 优先权日2002年7月13日
发明者杨奎 申请人:杨奎