NO801141L - Anordning for varmeoverfoering og veggavskjerming til bruk i kombinasjon med ovn e.l. - Google Patents

Abstract

Anordning for varmeoverføring og veggavskjerming til bruk. i kombinasjon med ovner eller andre strålingsvarmekilder. Anordningen omfatter en kasse som inneholder to parallelle, innbyrdes adskilte skjermanordninger (34, 36) som avgrenser et første og et annet konveksjonskammer (38, 40). Kassen er beregnet til å anbringes enten mot eller i en viss avstand fra en bygningsvegg, bak en strålingsvarmekilde. Kassen er utformet med en stor, midtre åpning (20) som til-later tilførsel av strålingsenergi fra ovnen, et innløp (64) for kaldluft som kommuniserer med konveksjonskamrene,. enten ved den nedre ende av kassen eller ved sidene, og. et utløp (32) for varmluft som kommuniserer med den øvre ende av konveksjonskamrene. Den ytterste skjermanordning (34) kan være konstruert for å justeres mellom stillinger. der den absorberer eller reflekterer strålingsenergi, etter ønske.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for varme-overf øring og veggavskjerming til bruk i kombinasjon med ovner eller andre strålingsvarmekilder. På grunn av den begrensede tilførsel av fossile brennstoffer er det klart at slike brennstoffer bør forbeholdes områder der de er det eneste brukbare og helt nødvendige. Oppvarmning av boliger og andre bygninger er ikke nødvendigvis et av disse områder. Således er det i de senere år konstatert fornyet interesse for å komme frem til alternative, systemer for å frembringe energi til romoppvarmning, hvilken energi på en økonomisk gunstig måte kan fås fra kilder som er uuttømmelige eller som kan fornyes. Slike systemer omfatter kjernefysiske reaktorer, geotermiske ogsolare innretninger, vindpropeller, bølgekraftverk osv.

Denne kategori av alternative energisystemer omfatter ovner for ved eller koks. Ved er riktignok ikke en uuttømmelig energikilde, men den kan fornyes. I og med at de tradisjonelle Franklin-støpejernsovner på nytt har blitt tatt i bruk, er dette blitt etterfulgt av utviklingen av flere forbedrede utførelser av de tradisjonelle ovner. Nye trekk omfatter f.eks. lufttette konstruksjoner, termostatisk styring, forvarming av forbrenningsluft osv. Alle disse trekk bidrar til å øke effektiviteten til forbrenningen,

for å oppnå maksimal utnyttelse av den disponible varmemengde i en gitt mengde brennstoff.

Selv om den økende utbredelse av ovner av støpejern og stål kan bidra til å minske belastningen på petroleumskilder,

kan installasjonen av slike ovner i konvensjonelle tre-bygninger medføre problemer med hensyn til sikkerhet og bekvemmelighet. Et fundamentalt problem er det faktum at slike strålingsvarmekilder må installeres med bestemte minimumsavstander fra brennbare stoffer dersom de skal være installert betryggende. Slike avstander kan i noen tilfeller overstige 1 m. Dette betyr at gulvplassen bak en slik ovn ikke kan utnyttes av huseieren, selv om han har betalt dyrt for denne plass.

Selv om strålingsvarmekilder er mest effektive når de er installert midt i et rom, er de fleste installasjoner ikke av denne type, og hovedsakelig av estetiske og praktiske grunner er varmekildene plassert så nær veggene eller hjørnene som mulig. En negativ virkning av en slik installasjon, sett fra et effektivitetssynspunkt, er at en betydelig del av den varme som stråler ut fra den bakre vegg av ovnen absorberes av veggen bak, og forsvinner kanskje ut av bygningen. Noen produsenter utstyrer sine ovner med stålribber festet til baksiden av ovnene, for å minske mengden av strålingsvarme som frembringes på baksiden. Selv om det på denne måte kan oppnås minskede avstander, er det klart at en slik ovn med ribber frembringer mindre samlet varmemengde enn en ovn uten ribber, og således er ugunstig med hensyn til å oppnå størst mulig varmemengde fra en gitt mengde brennstoff.

For å oppnå minskede avstander for strålingsvarmekilder har det for det meste vært anvendt bestemte typer murvegger.

Det bygges f.eks. murstensvegger med luftrom bak, for å sikre en fri strøm av kald luft langs baksiden. En ulempe med denne metode er omkostningene, idet det i noen tilfeller trengs et ekstra fundament for å bære vekten av mur-veggen. I mange tilfeller er bygging av slike fundamenter ikke praktisk mulig.

En annen metode for å minske avstanden omfatter bruken av pre-fabrikerte stålplater og hule elementer av metallplater som er fylt med isolasjon. Uansett om denne metode for veggbeskyttelse virkelig er effektiv når det gjelder sikkerhet, er slike veggplater ugunstige sett fra et estetisk synspunkt.

Andre metoder omfatter bruken av forskjellige fabrikkfrem-stilte, støpte betongplater som monteres med avstands-elementer for å sikre den frie strøm av kald luft på baksiden. På forskjellige måter gir slike plater problemer med hensyn til vekt, omkostninger, praktiske ulemper og

utseende.

Den foreliggende oppfinnelse omfatter en anordning for varmeoverføring av veggavskjerming til bruk i kombinasjon med strålingsvarmekilder, og omfatter en kasse beregnet til å anbringes enten direkte mot eller i en viss avstand fra en bygningsvegg bak en strålingsvarmekilde, og anordningen kjennetegnes ved at den omfatter en bunn, en topp,

og sideplater, idet fronten av kassen som vender mot varmekilden har en åpning for å muliggjøre tilførsel av strålingsvarme inn i kassen, en første skjermeanordning montert tvers over frontåpningen i kassen, en annen skjermanordning montert en viss avstand bak og hovedsakelig parallelt med den første skjermanordning, slik at det avgrenses at konveksjonskammer mellom den første og annen skjermanordning, et kaldluftinnløp som kommuniserer med den nedre ende eller med sidene av konveksjonskammeret, og et varmluftutløp som kommuniserer med den øvre ende av konveksjonskammeret.

Oppfinnelsen medfører således de fordeler at det er frem-brakt en anordning som utgjør en hensiktsmessig, estetisk gunstig og funksjonell avskjerming for brennbare vegger når disse vegge utsettes for sterke strålingsvarmekilder. I tillegg til at anordningen beskytter brennbare flater er en primær oppgave å utgjøre et effektivt middel for utnyttelse av varmeenergien i en strålingsvarmekilde, ved å reflektere eller omdanne strålingen på en slik måte at den gir en best mulig oppvarmning av rommet. En annen viktig funksjon for anordningen er at den utnytter den varme som normalt absorberes av og går tapt gjennom veggene som befinner seg like bak strålingsvarmekilder. Dessuten utgjør en anordning i henhold til oppfinnelsen en anordning for både varmeover-føring og veggavskjerming til bruk i kombinasjon med ovner og andre strålingsvarmekilder, hvilken anordning er enkel i sin oppbygning, effektiv i bruk, billig, enkel å holde ved like, og som har et attraktivt utseende.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjélp av et utførelseseksempel, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser en anordning i henhold til oppfinnelsen sett i vertikalsnitt, idet enkelte partier er tenkt fjernet for å vise dét indre av anordningen.

Fig. 2 viser et snitt etter linjen 2-2 i fig. 1.

Fig. 3 viser et vertikalsnitt etter linjen 3-3 i fig. 1. Fig. 4 og 5 viser utsnitt av et tilsvarende vertikalsnitt som vist i fig. 3, idet anordningen er vist i to alternative innstillinger under bruk.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen er beregnet for bruk sammen med strålingsvarmekilder slik som ovner og peiser for tre og koks, samt for varmekilder som utnytter olje, parafin og alkohol, samt elektriske varmekilder. Anordningen er særlig beregnet for bruk sammen med ovner for tre og koks.

Som vist særlig i fig. 3 er anordningen beregnet for å plasseres direkte mot en bygningsvegg 10, som anordningen skjermer, og bak en ovn eller annen strålingsvarmekilde (ikke vist) som befinner seg i nærheten, på den side av anordningen som vender bort fra veggen.

Anordningen inneholdes i en kasse som omfatter en bunn 12, et par vertikale sidevegger 14 og en topp 16. Disse elementer er festet til hverandre ved hjelp av bolter, sveising eller andre passende midler.

Baksiden av kassen har fortrinnsvis en stor åpning 18, for

å spare material. Fronten av kassen har en stor, midtre åpning 20 som vender mot strålingsvarmekilden og gjør at strålingsvarmen kan komme inn i anordningen.

I tverrsnitt har anordningen hovedsakelig form av en opp-ned G. Den kan være utformet av en enkelt plate som er

brettet. Den omfatter et kort parti 22 som bakvegg, et parti 26 som frontvegg og et falset indre parti 28, 28a. Bunnen 28a i det falsede parti har en åpning 30, av grunner som skal forklares senere. Frontpartiet 26 har en lang åpning 32. Denne utgjør utløp for varmluft fra anordningen.

Kassen inneholder to innbyrdes adskilte skjermanordninger som er anordnet parallelt med hverandre i kassens hovedplan. Den første skjermanordning 34 befinner seg ved fronten av kassen og har den primære oppgave å regulere tilførselen av strålingsenergi inn i det indre av kassen. Den annen skjermanordning 36 har som primær oppgave å utgjøre en skjerm som beskytter veggen 10.

Begge skjermanordninger har videre den oppgave å rette strømmen av varmluft som dannes i anordningen ut gjennom utløpet 32.

For dette formål er de to skjermanordninger i avstand fra hverandre og fra bygningsveggen, slik at det er dannet et første eller ytre konveksjonskammer 38 og et annet eller indre konveksjonskammer 40. Det vil ses at ved den viste utførelsesform utgjør bygningsveggen 10 en av de flater som avgrenser det indre konveksjonskammer 40.

Den første eller ytre skjermanordning 34 omfatter fortrinnsvis flere vertikale eller horisontale spiler, som fortrinnsvis har buet tverrsnitt og fortrinnsvis utgjør deler av en persienneanordning vist i fig. 3.

Persienneanordningen er hovedsakelig konvensjonelt oppbygget. Den omfatter flere vertikale, stigeformede snoranordninger 42 laget av glassfibertråder eller andre fleksible, ikke brennbare materialer. Trådanordningene holder flere horisontale spiler 44 og en nedre list 46 på vanlig måte. Trådanordningene 42 bæres tav trinser 48 som er festet med inn byrdes mellomrom på en aksel 50. Akselen er roterbart lagret på braketter 52 som er anordnet på bunndelen 28

til den falsede del av toppen 16.

Ved at det trekkes i snoranordningen 42, eller i en konven-sjonell snor som ikke er vist, kan spilene 44 dreies mellom en første stilling der en av deres overflater vender mot fronten og en annen stilling der den annen av deres overflater vender mot fronten, eller til hvilken som helst mellomliggende stilling. Dette gjør det mulig å justere persiennen slik at den enten absorberer strålingsenergien som kommer inn gjennom åpningen 20 eller reflekterer strålingsvarmen tilbake til rommet.

Dette oppnås ved at en side av spilene 44 er malt med en hvit, metallisk eller annen strålingsreflekterende maling og at den annen side av spilene er malt med en sort eller annen mørkfarget, strålingsabsorberende farge. Således vil f.eks. spilene i den stilling som er vist i fig. 3, med de lyse, konvekse flater vendende utover, utgjøre en barriere som reflekterer strålingsvarmen tilbake til rommet. Når imidlertid spilene er i åen stilling som er vist i fig. 5, absorberes strålingsenergien av spilene og overføres til det indre av kassen.

Persienneanordningen kan være holdt på plass ved hjelp av holdere 54 vist i fig. 1 og 3. Disse holdere omfatter et bøyd parti 56 som er festet til sideveggen i kassen ved hjelp av bolter 58. Et parti 60 er ført inn i enden av listen 46. Det motsatte endeparti 62 rager nedover og har anlegg mot innsiden av fronten til kassen, slik at det sikres riktig plassering av den ytre skjermanordning 34 og den indre skjermanordning 40.

Oppbygningen av den samvirkende, indre skjermanordning 36 er særlig vist i fig. 2 og 3.

Ved den viste utførelsesform omfatter skjermanordningen en plate 66, som fortrinnsvis er en korrugert plate av aluminium med høy varmeledningsevne eller et annet ikke brennbart material. Bruken av en korrugert plate fore-trekkes fordi den har øket overflateareal, fordi den kan rulles sammen og fordi den har høy stivhet og styrke.

Av fig. 3 vil fremgå at skjermanordningen 66 med sin øvre ende ender like under toppen 16 og med sin nedre ende ender like over bunnen 12. Således er det dannet en passasje som utgjør en fortsettelse av innløpet 64 for kaldluft ved bunnen av skjermanordningen og en annen passasje som kommuniserer med varmluftutløpet 32 ved den øvre ende av skjermanordningen.

De viste midler for opphengning av skjermanordningen 66 omfatter flere kroker 68 som har øvre, bøyde ender festet til undersiden av det øvre parti 24 av toppen 16 ved hjelp av sveising eller på annen måte, idet de nedre, bøyde partier av krokene er ført inn i åpninger langs den øvre kant av skjermanordningen 66, beregnet for opphengning av skjermanordningen .

Det finnes flere alternativer for utførelse av oppfinnelsen. Disse er ikke vist, men vil fremgå av den ovenstående be-skrivelse .

Når f.eks. innløpet for kaldluft ved den viste utførelses-form er anordnet ved den nedre ende av kassen, kan det tenkes en utførelsesform der kaldluft tilføres fra sidene, enten inn i det fremre konveksjonskammer 38 eller i det bakre kammer 40, eller i begge. I alle tilfeller har erfaringen vist at dersom kaldluft tilføres fra sidene bør enten den ene eller begge skjermanordninger rage enten nær inntil eller helt inntil bunnen 12, for å gi størst mulig skorstenseffekt inne i anordningen.

En bakvegg av aluminiumfolie eller lignende material kan anbringes over den brennbare bygningsvegg 10, for å gi

ytterligere beskyttelse mot brannfare.

I stedet for en enkelt, indre skjermanordning 36 kan det anordnes flere parallelle skjermanordninger med innbyrdes avstand for å avgrense luftvolumer mellom skjermanordningene.

En plate av varmeabsorberende glass kan anbringes foran den ytre skjermanordning 34, for å øke skorstenseffekten for den varme luft i konveksjonskamrene 38 og 40.

En mekanisk vifte kan anordnes for å drive luft gjennom anordningen med øket hastighet.

Rommet bak den indre skjermanordning 36 kan fylles med glass-fiber eller annen ikke brennbar isolasjon.

Flere skjermanordninger 34 med spiler kan anvendes, og spilene kan anordnes enten vertikalt eller horisontalt.

Den indre skjermanordning 36 kan gis forskjellige spesial-belegg, f.eks. et absorberende belegg som absorberer strålingsvarme selektivt, men som ikke avgir noen særlig strålingsvarme, slik at det absorberes varme som stråler fra den fremre skjermanordning 34 og bygningsveggen 10.

Uansett hvilken utførelsesform som anvendes vil virke-

måten for anordningen være følgende:

Når anordningen er montert mot en brennbar bygningsvegg 10 for å avskjerme denne mot en ovn eller annen strålingsvarmekilde, mottar anordningen strålingsenergi fra varmekilden gjennom frontåpningen 20. Dersom det er ønskelig å reflektere varmen tilbake til rommet, anordnes spilene 44 med sine konvekse, reflekterende plater vendende utover, slik som vist i fig. 3.

Dersom det derimot er ønskelig å absorbere og overføre strålingsenergien, innstilles spilene med de konkave, sorte varmeabsorberende flater vendende utover, slik som vist i fig. 5. I dette tilfelle absorberes varmeenergien og overføres til det første og annet konveksjonskammer 38

og 40, der det oppstår en skorstenseffekt. Kald luft suges inn i bunnen av anordningen gjennom innløpet 64 og strømmer oppover gjennom konveksjonskamrene 38 og 40.

Luften strømmer ut fra anordningen gjennom åpningen 32.

Avhengig av intensiteten til strålingsvarmekilden og typen av bygnings vegg 10, kan den indre sJcjermanofdniiTjg 66 være behandlet på to forskjellige måter. Dessto mer absorberende skjermanordningen er med hensyn til strålingsenergi, dessto større vil mengden av varme som overføres til luften som strømmer langs skjermanordningens overflate være.

Derved vil imidlertid også temperaturen i veggen 10 være høyere. Dessto mer reflekterende skjermanordningen 66 er med hensyn,til strålingsenergi, dessto større vil mengden av varme som reflekteres fra skjermanordningen og veggen 10 være. Resultatet av det sistnevnte tilfelle vil være en lavere temperatur i bygningsveggen, men mindre varme-overføring til luften. Forskjellige betingelser kan kreve forskjellige typer behandling for å oppnå både fordelene med varmeoverføring og tilstrekkelig beskyttelse av veggen.

Dersom det er ønskelig å minske skorstenseffekten kan spilene 44 åpnes i forskjellige vinkler. Den minste skorstenseffekt i det fremre konveksjonskammer 38 vil oppnås når spilene er i helt åpen stilling, dvs. horisontale, slik som vist i fig. 4.

Dersom ingen av de ovenfor nevnte virkninger er ønskelig, kan fronten av anordningen omfatte en rekke faste spiler. Selv om et spilesystem med faste spiler er mindre fleksibelt enn et system med bevegelige spiler, vil de faste spiler intensivere varmeledningen rundt anordningen, på grunn av de uregelmessige overflater av spilene og den økede overflate, sammenlignet med det som oppnås med plane flater.

Luften kan strømme inn og ut gjennom flere kombinasjoner

av kanalsystemer eller spjeld som ikke er vist, for å til-passes behovet ved de forskjellige installasjoner.

Således kan den kalde luften i rommet tilføres, sirkuleres gjennom konveksjonskamrene og enten føres tilbake til rommet, til et naborom eller ovenfor liggende rom, eller ut gjennom dørene. Kald utendørs luft kan tilføres og enten føres tilbake, inn i rommet som skal oppvarmes eller inn i et naborom eller ovenfor liggende rom. Luft fra naborom kan også tilføres og sirkuleres på lignende måte.

Ved alle disse anvendelser tjener anordningen som befinner seg nær inntil den brennbare bygningsvegg 10 til å avskjerme veggen og hindre at veggen tar fyr. Følgelig er det mulig å plassere ovnen eller en annen strålingsvarmekilde nærmere veggen enn det ellers ville være mulig, slik at et betydelig gulvareal kan utnyttes.

Claims (10)

1. Anordning for varmeoverføring og veggavskjerming til bruk ikkombinasjon med strålingsvarmekilder, omfattende en kasse beregnet til å plasseres enten direkte mot eller i en viss avstand fra en bygningsvegg, bak en strålingsvarmekilde , karakterisert ved at den omfatter en bunn (12), en topp (16), og sideplater (14), idet fronten av kassen, som vender mot varmekilden, har en åpning (20) for å tillate innslipp av strålingsvarme i kassen, en første skjermanordning (34) montert over frontåpningen (20) i kassen, en annen skjermanordning (36) montert i avstand bak og hovedsakelig parallelt med den første skjermanordning, slik at det avgrenses et konveksjonskammer (38) mellom den første og annen skjermanordning, et innløp (64) for kaldluft som kommuniserer med den nedre ende eller med sidene av konveksjonskammeret (38) og et utløp (32) for varmluft som kommuniserer med den øvre ende av konveksjonskammeret.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den annen skjermanordning (36) er plassert i nærheten av midten av kassen, slik at det avgrenses et annet konveksjonskammer (40) bak det første konveksjonskammer (38) , og at innløpet (64) for kaldluft og utløpet (32) for varmluft kommuniserer med begge konveksjonskamrene.

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at den første skjermanordning (34) omfatter en persienneanordning med spiler.

4. Anordning som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at den første skjermanordning (34) omfatter en persienne med spiler (44) som kan justeres mellom åpen, lukket og mellomliggende stillinger.

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at spilene (44) har buet tverrsnitt, med de konvekse flater belagt med et str.ålings-reflekterende material og de konkave flater belagt med et strålingsabsorberende material, eller omvendt.

6. Anordning som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at den første skjermanordning omfatter en persienne (44) med en nedre list (46) og omfatter holdere (56) som er festet til endene av listen, for å holde skjermanordningen i en bestemt avstand fra den annen eller indre skjermanordning (36).

7. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at den annen skjermanordning (36) omfatter en plate som enten har en strålingsreflekterende overflate eller en strålingsabsorberende overflate .

8. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at den annen skjermanordning (36) omfatter en korrugert plate (66), og at midler for å holde den annen skjermanordning omfatter hengere (68) som forbinder toppen (16) og den øvre kant av den korrugerte plate.

9. Anordning som angitt i krav 1 - 8, karakterisert ved at toppen (16) omfatter en plate med hovedsakelig G-formet tverrsnitt, at midler for å holde den første skjermanordning (34) omfatter et falset parti av toppen, og at midler for å holde den annen skjermanordning (36) omfatter hengere (68) som er opphengt i det midtre parti av toppen og forbundet med den øvre kant av den annen skjermanordning.

10. Anordning som angitt i krav 1 - 9, karakterisert ved at den omfatter kanaler med spjeld, tilkoblet innløpet (64) for kaldluft og utløpet (32) for varmluft, innrettet til å suge kaldluft inn fra og å avgi varmluft til valgte rom.