NO802155L - Innretning for transport av et flytende eller gassformet stroemningsmedium. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for transport

av et flytende eller gassformet strømningsmedium med et til føring av strømningsmediet tjenende hus pg et dreibart opplagret, motorisk drevet løpehjul for transport av strømningsme-diet gjennom huset, hvilket hjul på en aksellignende virkende maskindel bærer et antall av i omløpsretning etter hverandre følgende skovler, som på den ene side utstrekker seg i tilnærmet radiell retning utover og på den annen side i den aksielle lengde av løpehjulet.

Foreliggende.oppfinnelse har til oppgave å tilveiebringe en innretning av denne type, som samtidig tjener som sy-stem for energigjenvinning, særlig varmegjenvinning. Til varmegjenvinning er det inntil nu foreslått såkalte varmevekslere, som i luftteknikk og klimateknikken såvel som også i området for industriell avgassbehandling utgjør et vesentlig element. Ved alle kjente varmevekslersystemer, uansett om de arbeider rekuperativt eller regenerativt eller også som såkalte "varme-rør", består den ulempe at oppbyggingen er komplisert og at det er nødvendig med en stor apparatoppbygging. Til drift av.det medium som tjener til energitransport i varmeveksleren må det anordnes f. eks. en som ventilator eller som pumpe utformet separat transportmaskin som er koblet foran eller etter varmeveksleren, og dessuten må det foreligge et kanalsystem for mediet. Det er innlysende at slike anordninger blir komplisert i oppbygging og i montering og trenger også stor plass, og følgelig er de også dyre. I motsetning hertil har oppfinnelsen stilt seg som oppgave å tilveiebringe en innretning av den angjeldende type som samtidig utgjør et kompakt, driftssikkert, vedlikeholdsfritt, enkelt og billig varmegjenvinningssystem,

og hvorved det for selve energioverføringen ikke er nødvendig med noen ekstra energi.

For løsning av den ovenfor nevnte oppgave er det ifølge oppfinnelsen ved en innretning for transport av et flytende eller gassformet strømningsmedium med et for føring av strømningsmediet tjenende hus og et dreibart opplagret, motorisk drevet løpehjul for transport av strømningsmediet gjennom huset, som på en aksel eller på en aksellignende virkende maskindel bærer et antall av i omløpsretning etter hverandre følgende skovler, som på den;.ene side utstrekker seg i tilnærmet radiell retning utover og på den annen side langs den aksielle lengde av løpehjulet, foreslått at den gjennom innretningens hus gjennomgående vol.umstrøm av transportmedium ved hjelp av et inne i løpehjulet anordnet oppdelingssjikt er oppdelt i en tilluft- eller uteluftstrøm og en avlufts- eller avtrekksluftstrøm, og at det i fast tilordning til skovlene er anordnet hver gang minst ett varmerør, som roterer med den tilhørende skovl og hvis ene aksielle endeområde er tilordnet tilluft- eller uteluftstrømmen og hvis andre aksiale endeområde er tilordnet avløpsluft- eller avtrekksluftstrømmen. Herved kan f. eks. minst det ene varmerør være integrert i skovlen, hvorved det hensiktsmessig er anbragt i skovlen, og anordningen kan dessuten f. eks. være slik utformet at hver skovl er tilordnet et antall.varmerør, hvorved de til hver skovl tilordnede varmerør er innbyrdes parallelle.

Det fremkommer herved en konstruksjon som er lite

komplisert, da det ikke er nødvendig med noen separate varmevekslere, transportmaskiner og føringskanalsystemer, da alt er sammenfattet i ett apparat. Ytterligere fordeler ved oppfinn-elsens gjenstand er at den er kompakt, trenger liten plass, lett å montere og fremfor alt også har en god driftssikkerhet og vidtgående vedlikeholdsfrihet.

Innretningen kan f. eks. være utformet som radialventilator, ved hvilken de i varmeutvekslingen deltagende medier hver gang i aksial retning og sentralt suges inn og blåses ut i radiell retning, hvorved hensiktsmessig varmerørene forløper parallelt eller tilnærmet parallelt til dreieaksen for løpehjulet. Innretningen kan f. eks. imidlertid også være utformet som tverrstrømsventilator, ved hvilken de i varmeutvekslingen deltagende mediumstrømmer suges inn i .radiell retning og etter en ombøyning i det indre av løpehjulet blåses . ut i radiell retning utover, hvorved hensiktsmessig varmerøre-ne hver gang forløper parallelt eller tilnærmet parallelt til løpehjulets dreieakse. Innretningen kan til slutt også være utformet som aksialventilator, ved hvilken-,de i varmeutveks lingen deltagende mediumstrømmer suges inn i aksial retning og i konsentrisk innretting og blåses ut i aksial retning igjen i konsentrisk.innretting utad, hvorved i dette tilfelle hensiktsmessig deres varmerør er anbragt radielt til løpehjulets dreieakse. Innretningen kan også være utformet som radiell-eller aksialpumpe som tjener til transport av flytende medier ved samtidig energigjenvinning.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av utførelseseksempler som er fremstilt på tegnin-gen, som viser: fig. 1 en som radialventilator utformet første ut-førelse i et frontriss i skjematisk fremstilling,

fig. 2 anordningem'.på „f ig .. 1 ± ..et.. sideriss ,

fig. 3 en som tverrstrømsventilator utformet andre utførelse, igjen i et riss sett forfra i skjematisk fremstilling,

fig. 4 anordningen på fig. 3 i et sideriss,

fig. 5 en som aksialventilator utformet tredje ut-førelse sett i et frontriss og i skjematisk fremstilling,

fig. 6 anordningen på fig. 5 i et sideriss, samt

fig. 7, 8, 9 og 10 forskjellige muligheter for':kon-struktiv utforming av skovlene til de på fig. 1-6 viste ut-førelseseksempler.

Ved utførelsesformen ifølge; fig. 1 og 2 dreier det seg om en radialventilator 1, ved hvilken de i varmeutvekslingen deltagende medier innsuges i samsvar med pilene 2, henholdsvis 3 i aksial retning og sentralt, hvorved de to medium-strømmer trer inn motsatte retninger (pilene 2 og 3) og trer ut i radiall retning i samsvar med pilene 4 og 5 fra løpehjulet. Det dreier seg altså om en tostrøms ventilatoranordning. Ifølge oppfinnelsen er det foreslått at den gjennom innretningens hus gjennomstrømmende volumstrøm av transportmedium ved hjelp av et inne i løpehjulet 6 anordnet delesjikt 7. - en skillevegg - er oppdelt i en tilluft- eller uteluftstrøm 8 og en avløpsluft- eller avtrekksluftstrøm 9 og at i fast anordning til skovlene 10, 11 osv. det er anordnet hver gang minst ett varmerør - fortrinnsvis flere varmerør - 12, som roterer med den tilhørende•skovl og hvis ene aksiale endeområde 12a er tilordnet tilluft- eller utluftstrømmen og hvis andre aksiale endeområde 12b er tilordnet avløpsluft- eller avtrekksluft-strømmen. Skilleveggen forløper rettvinklet til løpehjulets lengdeakse 13 og oppdeler rommet i huset i et delrom som opptar tilluften eller uteluften 8 og et delrom ;som opptar avløpsluf-ten eller avtrekksluften 9. Varmerørene er parallelt eller tilnærmet parallelt anordnet til løpehjulets dreieakse, og de til hver skovl tilordnede varmerør er innbyrdes parallelle. Varmerørene- er enten integrert i skovlen eller anbragt i skovlen. Eksempler for utførelsen av forbindelsen mellom var-merør og skovl er vist på fig. 7 - 10, hvor det er vist utfør-elseseksempler, ved hvilke varmerørene er jevnt fordelt over skovllengden. Ved anordningen på fig. 7 trenger varmerørene 14 gjennom skovlene 15, og for økning av varmevekslingens intensitet er det anordnet ribber 16. Ved anordningen på fig. 8 er varmerørene 17 innleiret i skovllegemet 18, som f. eks. kan bestå av oppskummet kunststoff. Ved anordningen på fig. 9 er skovllegemet 19 utformet som hulprofillegme, som i sitt indre inneholder varmerørene 20. Ved alle disse utførelser er varme-rørene hver gang på i og for seg kjent måte utformet som ved sine to aksiale ender hermetisk avlukkede rørstykker som ved sin innside er utstyrt med en kledning av porøst stoff med et til alle sider med hverandre i åpen forbindelse stående hulrom, f. eks. av metallisk sintret materiale, av metallisk eller tekstilt filtlignende stoff, av flere lag av finmasket nett osv., og er fylt med en i samsvar med deres ytelse nøyaktig dosert mengde av et flytende arbeidsmiddel. Som kjent står herved væske og damp for arbeidsmidlet ved hver arbeidstemperatur i faselikevekt. Hvis en ende av rørstykket, som hensiktsmessig er utformet som et fibrøst stykke, omspyles av en varm luft-strøm, fordamper der en del av det med sin damp i likevekt stående flytende arbeidsmiddel, dampen strømmer så til den andre ende av røret, som omspyles av en koldere luftstrøm og kondenseres der under avgivning av en på forhånd opptatt for-. dampningsvarme. Temperaturnivået for arbeidsmediet, dvs. kon-densasjons- og fordampningstemperatur, innstiller seg derved bestandig slik at det består liKevekt mellom varmeopptak og varmeavgivning i systemet. Ved utførelsesformen på fig. 10 er hele skovllegemet 21 utformet som varmerør og har herved form av. et til alle sider hermetisk avlukket hullegeme, som på sin innside er utstyrt med en kledning 22 av porøst materiale,

f. eks. av metallisk sintret materiale, av metallisk eller tekstilt fUtlignende stoff, av flere lag finmasket nett osv., og som er fylt med en i samsvar med ytelsen nøyaktig dosert mengde av et flytende arbeidsmiddel 23.

Radialventilatoren ifølge fig. 1 transporterer altså ved sin dreining først luft i samsvar med pilene 2 og .4, hvorved denne luft, som f. eks. kan være varm, avgir varme til mediet i varmerørene 12 i skovlene, som på sin side på- den ovenfor beskrevne måte igjen avgir varme til transportmediet og som transporteres i den andre del av tostrømsradialventila-toren i samsvar med pilene 3 og 5. På denne måte blir det enkelt og ukomplisert foretatt en god varmetransport og varme-veksling.

Fig. 3 og 4 viser en som tverrstrømsventilator 25 utformet innretning av den ovennevnte type, ved hvilken de i varmevekslingen deltagende mediumstrømmer hver gang suges inn i radiell retning i samsvar med pilene 26, 27 og etter en pm-bøyning i det indre av løpehjulet blåses ut i radiell retning i samsvar med pilene 28, 29 fra løpehjulet. Denne tverrstrøms-ventilator er likeledes en tostrømstype, hvorved rommet inne i viftehuset og løpehjulet ved hjelp av en rettvinklet til løpehjulets lengdeakse 30 forløpende skillevegg 31 er oppdelt i et delrom 32 som opptar tilluft eller uteluft og et delrom 33 som opptar avløpsluften eller avtrekksluften. Også her er varmerørene 34 anordnet parallelt eller tilnærmet parallelt til løpehjulets 35 dreieakse, og de kan også her være fast for-bundet med skovlene, integrert i skovlene eller anordnet mellom skovlene - riktignok blir derved strømningen forstyrret - idet den må rotere med løpehjulet og med de tilhørende skovler på løpehjulet.

I begge tilfeller - i tilfelle av radialventilatoren ifølge fig. 1 og 2 og i tilfelle av tverrstrømsventilatoren ifølge fig. 3 og 4 - er skilleveggen plan eller tilnærmet plan og den har form av en skive. I begge tilfeller består skilleveggen hver gang av en med løpehjulet roterende, over løpehjul-omkretsen i radiell retning fremstående sentral del' 9a, henholdsvis 31a og av et ytterparti 31b, henholdsvis 9b som ringformet omgir denne del, hvilket ytterparti med sin ytterom-krets er anbragt mot innsiden av huset (avtetningen langs ytterradien kanøkes vesentlig ved hjelp av en lamelltetning) og med sin indre omkrets overlapper y^tteromkretsen til dét ;sentrale parti, f. eks. idet den griper med en labyrintligneride avtetning. Vanligvis er denne skillevegg anordnet i midten av dobbeltstrømsløpehjulet, men av termodynamiske■grunner kan den imidlertid også være anbragt utenfor midten.

Ved anordningen på fig. 5 og 6 dreier det seg om en aksialventilator 4 som i en viss grad er utformet som eh to-strømsventilator og ved hvilken de i varmevekslingen deltagende mediumstrømmer suges inn i aksial retning i samsvar med pilene 41, 42 og i konsentrisk anordning og blåses ut i aksial retning i samsvar med pilene 41, 42. Tilluft- eller uteluft-strømmen og avløpsluft- eller avtrekksluftstrømmen er innbyrdes sylindrisk eller konsentrisk' anordnet, idet den ene omgir den andre, men strømningsretningen for de to mediumstrømmer kan' .eventuelt også velges i motsatt retning. Den varmeavgivende luftstrøm befinner seg imdldlértid - etter tvangsmessig før-ing - utvendig. Mens ved de. to første utførelsesformer - radialventilator og tverrstrømsventilator - varmerørene hver gang forløper parallelt til løpehjulets lengdeakse, er her varmerørene 43, 44 anordnet radielt til løpehjulets dreieakse. Det er dessuten anordnet en skillevegg 4 5 som oppdeler rommet

i viftehuset og løpehjulet i et delrom 46 som opptar tilluften til løpehjulet eller uteluften og et delrom 4 7 som opptar av-løpsluften eller' avtrekksluften,- pg har form av en sylinder som er konsentrisk til løpehjulet og roterer med dette. Ved denne aksialventilator er varmerørene såvel som ved radialventilatoren eller også ved tverrs.trømsventilatoren bestanddel av skovlen eller utgjør selve skovlen. For overflateforstørr-else kan det igjen være anbragt lameller eller ribber.

Anordningen kan også ifølge her ikké nærmere viste utførelseseksempler være utformet som radial- eller aksialpumpe, som tjener til transport av flytende medier ved samtidig energigjenvinning.

Til regulering kan det for forandring av varmeovergangens intensitet foretas en dreining av varmerørene ut av deres normalstilling, f. eks. idet ved radial- eller aksialmaskiner løpethjulet vippes eller også hele ventilatoren vippes. Betinget av sentrifugalkraften blir kondensatstrømmen i røret akselerert, hemmet eller avbøyet i andre retninger i avhengig-het av dreievinkelén eller vippevinkelen.

Claims (15)

1. Innretning for transport av et flytende eller gassformet strømningsmedium med et til føring av strø mningsmediet førende hus og et dreibart opplagret, motordrevet løpehjul for transport av strømningsmediet gjennom huset, som på en aksel eller på en aksellignende virkende maskindel bærer et antall av i omløspretning etter hverandre følgende skovler, som på den ene side utstrekker seg i tilnærmet radiell retning utover og på den annen side over lø pehjulets aksiale lengde, karakterisert ved at den gjennom innretningens hus gjennomstrø mmende volumstrøm av transportmedium ved hjelp av et inne i løpehjulet anordnet oppdelingssjikt er oppdelt i en tilstrø mmende transportmediumstrø m, f. eks. tilluft- eller uteluftstrømmen, og en utstrø mmende transportmediumstrø m, f. eks. aviøpsluft- eller avtrekksluftstrømmen, og at det i fast tilordning til skovlene hver gang.er anordnet minst ett varme-rør som roterer med den tilhø rende skovl og hvis ene aksiale endeområde er tilordnet den tilstrøminende transportmediumstrøm, f. eks. tilluft- eller uteluftstrømmen, og hvis andre aksiale endeområde er tilordnet den utstrømmende transportmediumstrøm, f. eks. avløpsluftstrø mmen eller avtrekksluftstrømmen.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved .at minst ett varmerø r er integrert i skovlen, som f. eks. kan være anordnet i skovlen.

3. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hver skovl er tilordnet et antall varme-rør, som f. eks. kan være anordnet innbyrdes parallelt og fortrinnsvis, er jevnt fordelt over skovllengden.

4. Innretning ifølge ett av kravene 1 - 3, karakterisert ved at varmerø rene (17) er innleiret i skovllegemet (18), som f. eks. kan bestå av oppskummet kunststoff, eller hvor skovllegemet (19) er utformet som hulprofil-legeme som i sitt indre inneholder varmerø rene (20) eller at varmerørene (14) gjennomtrenger skovllegemet (15) eller at hele skovllegemet (21) er utformet som varmerør.

5. Innretning ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at varmerørene (14, 17, 20) hvert er utformet som ved sine to aksiale ender hermetisk avlukkede rør-stykker, som på sin innside er utstyrt med en kledning av por-øst stoff med til alle sider med hverandre i forbindelse stående hulrom, f. eks. av metallisk sintret materiale, av metallisk eller tekstilt filtlignende stoff, av flere lag finmasket nett osv., og er fylt med en i samsvar med deres effekt nøyaktig dosert mengde av et flytende arbeidsmiddel.

6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at skovllegemet (21) er utformet som til alle sider hermetisk avlukket hullegeme, som på sin innside er utstyrt med en kledning (22) av porøst vevet materiale, f. eks. av metallisk sintret materiale, av metallisk eller tekstilt filtlignende stoff, av flere lag finmasket nett osv., og er fylt med en i samsvar med deres ytelse nøyaktig dosert mengde av et flytende arbeidsmiddel (23).

7. Innretning ifølge ett av kravene 1-6, karakterisert ved at den er utformet som radialventilator (1), ved hvilken de i varmevekslingen deltagende medium-strø mmer suges inn i aksial retning og sentralt blåses ut i radial retning utad, hvorved hensiktsmessig varmerørene (12) forløper parallelt eller tilnærmet parallelt til løpehjulets dreieakse.

8. Innretning ifølge krav 7, karakterisert ved at radialventilatoren (1) er tostrøms og at rommet i viftehuset og løpehjulet ved hjelp av en rettvinklet til løpe-hjulets lengdeakse forløpende skillevegg er oppdelt i delrom (8, henholdsvis 9) som opptar tilluften eller uteluften og av-løpsluften eller avtrekksluften, hvorved hensiktsmessig de to mediumstrømmer ved løpehjulets to ytterender suges inn i aksial retning og i innbyrdes motsatt retning.

9. Innretning ifølge ett av kravene 1 - 6, karakterisert ved at den er.utformet som tverrstrømsven-tilator (23), ved hvilken den i varmevekslingen deltagende mediumstrøm suges inn i radial retning og etter en ombøyning i det indre av løpehjulet blåses ut i radiell retning, hvorved hensiktsmessig varmerørene forlø per parallelt eller tilnærmet parallelt til løpehjulets dreieakse.

10. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at tverrstrø msventilatoren (25) er tostrø ms og at rommet i viftehuset og lø pehjulet ved hjelp av en rettvinklet til løpehjulets lengdeakse forløpende skillevegg er oppdelt i delrom (32, 33) som opptar tilluften eller uteluften og av-, løpsluften eller avtrekksluften, hvorved hensiktsmessig de to mediumstrømmer suges inn ved til hverandre svarende steder på den ytre omkrets av løpehjulet og føres ut i tilnærmet innbyrdes parallell innretting gjennom løpehjulet og huset.

11. Innretning ifølge ett av kravene 8 eller 10, karakterisert ved at skilleveggen (17, 31) er plan eller tilnærmet plan <p> g har form av en skive og f. eks. kan bestå av et med løpehjulet roterende, over lø pehjulomkretsen i radiell retning fremstående sentralt parti og av et ytterparti som ringformet omgir dette sentrale parti, som med sin ytter-omkrets er anbragt mot innsiden av huset og med sin indre omkrets overlapper ytteromkretsen til det sentrale parti under f. eks. labyrintlignende avtetning.

12. Innretning ifølge ett av kravene 1-6, karakterisert ved at den er utformet som aksialventilator (40), ved hvilken den i varmevekslingen deltagende medium-strøm suges inn i aksial retning (41, 42),imidlertid i konsentrisk innretting, og blåses ut igjen i aksial retning igjen i konsentrisk innretting, hvorved hensiktsmessig varmerørene (43, 44) er innrettet radielt til løpehjulets dreieakse.

13. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved at aksialventilatoren er tostrøms og at rommet i viftehuset og løpehjulet ved hjelp av en med løpehjulet roterende, til dette konsentrisk sylindrisk skillevegg er oppdelt i et delrom som opptar tilluften eller uteluften, og et delrom som opptar avløpsluften eller avtrekksluften, hvorved hensiktsmessig tilluft- eller uteluftstrømmen og avtrekksluftstrømmen er sylindrisk og anordnet innbyrdes konsentrisk, idet den ene omgir den andre, og fortrinnsvis den varmeavgivende luftstrøm befinner seg utvendig .

14. Innretning ifølge etc av kravene 1 - 16, karakterisert ved at den er utformet som radial- eller aksialpumpe, som tjener til transport av flytende medier ved samtidig energigjenvinning.

15. Innretning ifølge ett av kravene 1 - 14, karakterisert ved at for forandring av varmeovergangens intensitet kan varmerørene vippes ut av deres normalstilling, f. eks. idet ved radial- eller aksialmaskiner løpehjulet vippes.