NO803002L - Innretning for transport av et flytende eller gassformet stroemningsmedium. - Google Patents

Description

I norsk patent nr (søknad 802155) er det beskrevet en innretning for transport av et flytende eller gassformet strømningsmedium med et til føring av strømnings-mediet tjenende 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 i omløpsretning etter hverandre følgende skovler, som på den ene side utstrekker seg i tilnærmet radiell retning utover og på den annen side over den aksielle lengde til løpe-hjulet, hvorved den gjennom innretningens hus gjennomgående volumstrøm av transportmedium ved hjelp av et inn i løpehjulet anordnet oppdelingssjikt er oppdelt i en tilstrømmende tran-sportmediumstrøm, f. eks. tilluft- eller uteluftstrømmen, og en utstrømmende transportmediumstrøm, f. eks. avløpsluft-

eller avtrekksluftstrømmen.

Det ovennevnte norske patent har til oppgave å tilveiebringe en innretning av denne type, som samtidig kan benyttes som system for energitilbakevinning, særlig varmegjen-vinning, hvorved det skulle tilveiebringes et kompakt, drifts-sikkert, vedlikeholdsfritt, enkelt og praktisk gunstig varme-gjenvinningssystem, ved hvilket det for energioverføringen ikke må benyttes noe ekstra energi.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse består deri,

i videreføring av denne grunntanke å tilveiebringe en anordning av den ovennevnte type, ved hvilken energitapene, dvs. stræmningstapene, unngås i enda større grad og hvor fremstillingen ved forbedring av fasthetsegenskapene forenkles og gjø-res billigere.

Til det ovennevnte formål er det ifølge oppfinnelsen ved den nye anordning foreslått at det i fast tilordning til huset er anordnet flere på tvers av transportmediumstrøm-men seg utstrekkende varmerør eller varmerørlignende langsgående legemer, hvis lengderetning forløper tilnærmet parallelt til skovlenes lengderetning, som ved deres ender er anbragt på huset, og hvis ene aksiale endeområde er tilordnet den til-strømmende transportmediumstrøm, f. eks. tilluften eller ute-luf tstrømmen , og hvis andre aksiale område er tilordnet den bortstrømmende transportmediumstrøm, f. eks. avløpsluftstrøm-men eller avtrekksluftstrømmen. Herved kan f. eks. varmerøre-ne eller de varmerørlignende langstrakte legemer være innrettet parallelt til løpehjulets dreieakse, hvorved de hensiktsmessig er anordnet langs husets indre vegg. Ved denne utform-ing fremkommer den vesentlige fordel at strømningsforstyrrel-ser i løpehjulet blir unngått. Ytterligere fordeler består foruten forenklingen og kostnadsbesparelsen ved fremstillingen også deri at styrkeproblemene reduseres, henholdsvis løses.

Hvis innretningen er utformet som radial- eller tverrstrømsvifte, kan varmerørene på innerveggen til huset hensiktsmessig følge på hverandre i like avstander, eller de er anordnet i flere, i radial retning på hverandre følgende rekker på denne husinnervegg. Varmerørene blir i dette tilfelle tvangsmessig bare påvirket på halve siden, da det ikke er mulig med noen komplett omspyling med kold eller varm luft. Anordningen kan imidlertid f. eks. også utformes slik at varme-rørene eller de varmerørlignende langsgående legemer er ført tett mot hverandre og herved danner selve husveggen, som i dette tilfelle på sin utside er tildekket med et sjikt av varmeisolerende materiale, hvorved det til forbedring av varmeover-gangen ved innsiden av varmerørene eller de varmerørlignende langsgående legemer kan være anordnet radielt innoverrettede kjøleribber.

Fordelaktig kan også varmerørene være anordnet i utgangsområdet til huset, hvorved hensiktsmessig antallet av de i radiell retning på hverandre følgende rekker av varmerør øker mot utgangen eller mot enden ved utgangsområdet. F. eks. kan varmerørene også være anordnet innenfor rekkene og rekkene innbyrdes slik i forhold til hverandre at varmerørene sammen danner en slags luftledeinnretninger, som tvinger strømningen av det uttredende medium til å strømme etter en slags logarit-miske baner. Ved denne anordning, ved hvilken varmerørene med hverandre danner strømtrådformede anordninger, kan strømnings-tapene reduseres, da på den ene side forstyrrelser bare fore-ligger på en begrenset del av løpehjulomkretsen og på den annen side strømningen i seg selv blir forbedret.

Fordelaktig kan det også foreslås at varmerørene er anordnet konsentrisk om løpehjulet - i en enkelt rekke eller

i flere konsentriske rekker - hvorved hensiktsmessig husveggen som tildekker varmerørene utad består avto i aksial retning på hverandre følgende, i området ved skilleveggen oppdelte hushalvdeler, som er opplagret på de øvrige hushalvdeler på bevegelig måte og kan dreies innbyrdes. Denne utførelse har den fordel at det for den varme og den kolde luftstrøm hver kan dreies en spiralhushalvdel om den faste indre del, og de to halvdeler kan dreies vilkårlig i forhold til hverandre, slik at tilførselsluftstrømmen og avløpsluftstrømmen kan rettes innbyrdes motsatt eller også danne en vilkårlig vinkel med hverandre alt etter forholdene.

Hvis innretningen er utformet som aksialvifte, kan varmerørene f. eks. være radialt rettet. De kan herved, sett i strømningsretning, befinne seg etter løpehjulet eller foran løpehjulet, f. eks. i ledeapparatet.

Oppfinnelsen er i det følgende nærmere forklart ved hjelp av utførelseseksempler som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 en første utførelsesform for oppfinnelsen i et sideriss i skjematisk fremstilling,

fig. 2 en variant av anordningen på fig. 1 fremstilt på samme måte,

fig. 3 en ytterligere variant av oppfinnelsen, igjen i et sideriss i skjematisk fremstilling,

fig. 4 anordningen på fig. 3 i et frontriss og i delriss og i forstørret målestokk,

fig. 5 anordningen på fig. 3 i mindre målestokk og

i et annet funksjonsstadium,

fig. 6 et enkelttrekk av en variant til anordningen på fig. 1 i et sideriss og i loddrett snitt og i større målestokk,

fig. 7 anordningen ifølge fig. 6 i et snitt langs linjen VII - VII på fig. 6, og

fig. 8 en ytterligere utførelsesform for oppfinnelsen, igjen i et sideriss.

På fig. 1 er det vist en som radialvifte utformet innretning for transport av et flytende eller gassformet strøm-ningsmedium med et til føring av strømningsmediet tjenende hus 1 og et dreibart opplagret, motordrevet løpehjul 2 med dreieakse 3, som tjener til transport av strømningsmediet gjennom huset og som på en aksel eller på en aksellignende virkende maskindel (dreieakse 3) har et antall i omløpsretning etter hverandre følgende skovler 4 som utstrekker seg på den ene side i tilnærmet radiell retning utover og på den annen side utstrekker seg over den aksielle lengde av løpehjulet. Anordningen er utformet slik at den gjennom innretningens hus gjennomstrømmende volumstrøm av transportmedium forløper gjennom et inne i løpehjulet anordnet oppdelingssjikt, som forlø-per rettvinklet til løpehjulaksen, og altså ved den viste ut-førelsesform ligger parallelt til tegneplanet, oppdeles i en tilstrømmende transportmediumstrøm, f. eks. tilluft- eller uteluftstrømmen, og en utstrømmende transportmediumstrøm, f. eks. avløpsluftstrømmen eller avtrekksluftstrømmen. På teg-ningens første figur er skilleveggen ikke klart synlig, men denne er vist på fig. 4 ved henvisningstallet 5. Forøvrig er utformingen og anordningen av skilleveggen utledbar fra det innledningsvis nevnte norske patent (søknad 802155) og er der vist på fig. 1 ved 7, på fig. 3 ved 31 og på fig. 5 ved 45.

Ifølge oppfinnelsen er det i fast tilordning til huset anordnet flere på tvers av transportmediumstrømmen seg utstrekkende varmerør 6 eller varmerørlignende langsgående legemer, hvis lengderetning forløper tilnærmet parallelt til skovlenes lengderetning, slik det fremgår av fig. 1, og som ved deres ender hver gang er anbragt på huset. Anordningen er dessuten utformet slik at'hver gang et aksielt endeområde er tilordnet den tilstrømmende transportmediumstrøm, f. eks. til-luf tstrømmen eller uteluftstrømmen, og hver gang det andre aksiale endeområde er tilordnet det utstrømmende transportmedium, f. eks. avtrekksluftstrømmen eller avluftstrømmen.

Som anført i norsk patent nr (søknad 802155) er varmerørene hver gang på i og for seg kjent måte utformet som ved sine to aksielle ender hermetisk avlukkede rørstykker, som på sin innside er utformet med en kledning av et porøst stoff med mot alle sider med hverandre i åpen for-bindelse stående hulrom, f. eks. av metallisk sintret materiale, av metalliske eller tekstile fUtlignende vevede struktu-rer, av flere lag av finmasket nett osv. og er fylt med en i samsvar med deres effekt 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 ribbe-rørstykke, omspyles av en varm luftstrøm, fordamper der en del av det med sin damp i likevekt stående flytende arbeidsmiddel, dampen strømmer derved til den andre ende av røret, som er om-spylt av en koldere luftstrøm, og kondenserer der under avgiv-ning av en på forhånd opptatt fordampningsvarme. Temperatur-nivået for arbeidsmidlet, dvs. kondenserings- og fordampnings-temperaturen, innstiller seg derved hele tiden slik at likevekt består mellom varmeopptak pg varmeavgivning i systemet. Ved utførelseseksemplet ifølge fig. 1 transporterer, som det er beskrevet i det nevnte norske patent, den fortrinnsvis to-.strøms radialventilator ved sine omløp først luften radialt utover, hvorved f. eks. denne luft, som kan være varm, avgir varme til mediet i varmerørene på huset, som på sin side på den ovenfor beskrevne måte igjen avgir varme til transportme-diet, som transporteres i den andre del av tostrømsradialven-tilatoren. På denne måte blir det enkelt og lite komplisert foretatt en god varmetransport og varmeveksling.

Ved varianten ifølge fig. 1 er varmerørene innrettet parallelt til løpehjulets dreieakse, og de er anordnet langs husets indre vegg. Herved følger varmerørene ved husets innervegg hensiktsmessig i like avstander etter hverandre og kan herved være anordnet i flere, i radial retning etter hverandre følgende rekker eller også i en enkelt rekke.

Ved varianten ifølge fig. 6 og 7 er varmerørene ikke utformet som selvstendige deler som er festet til husveggen, men danner tvertimot selv husveggen. Disse varmerør 7 eller de varmerørlignende langsgående legemer er herved tett sammen-føyet og danner husets vegg, som på sin utside er tildekket med et sjikt 8 av varmeisolérende materiale, og de har ettvinklet eller kvadratisk tverrsnitt. Denne tett på hverandre følge av varmerør eller varmerørlignende langsgående legemer kan være festet ved sine ender til huset, men kan imidlertid også være forbundet med hverandre. Ifølge utførelsesformen på fig. 6a er husets indre vegg i en celleoppbygning sammensatt av to i tverrsnitt hver gang meanderformet utformede halvdeler 9, 10, hvis fordypninger 11, 12 er rettet bort fra hver gang den andre halvdel og som er slik innsatt i hverandre at fordypningene 11, 12 for de to halvdeler ligger overfor hverandre og herved sammen danner de i tverrsnitt rettvinklede eller kvadratiske varmerør eller varmerørlignende langsgående legemer 13. Ved alle disse utførelseseksempler ifølge fig. 6 og 7 bærer varmerørene og de varmerørlignende langsgående legemer på sin innside hver gang radielt innoverrettede kjøleribber 14, som forløper på tvers av aksen i omløpsretningen til løpe-hjulet og som tjener til bedre varmeoverføring.

Hvis man vil oppnå strømningstekniske fordeler ved en radialvifte eller eventuelt også tverrstrømsvifte, kan man velge anordning på fig. 2, ved hvilken varmerørene 15 eller de varmerørlignende langsgående legemer er anordnet i utgangsområdet 16 til huset 17, som omgir løpehjulet 18. Antallet av de i radiell retning i på hverandre følgende rekker av varme-rør mot utgangen eller mot enden av utgangsområdet øker her, slik det fremgår av fig. 2, hvor det direkte i utgangsområdet er anordnet fire rekker av slike varmerør og lengre bak stadig færre, til det bare blir tilbake en enkelt rekke. Innenfor rekkene er varmerørene og alt i alt er rekkene innbyrdes slik anordnet at varmerørene sammen danner en slags luftledeinnret-ning, slik den er vist ved 19, noe som tvinger strømmen av uttredende medium til å følge en slags logaritmisk bane. På

denne måte kan det oppnås at strømningstapene reduseres.

Ved varianten på. fig. 3 er varmerørene 20, 21 anordnet konsentrisk rundt løpehjulet, hvorved de i hvert fall på en del av løpehjulomkretsen er anordnet i en. enkelt rekke om løpehjulet og også kan være anordnet i flere konsentriske rekker, slik det fremgår av fig. 3. Denne anordning har den fordel at man kan innstille husspiralene for varme og kolde sider vilkårlig i forhold til hverandre, og luftstrømmene kan strømme i forskjellige retninger. Til det ovennevnte formål blir, slik det er vist i større målestokk på fig. 4, den husyttervegg 20 som tildekker varmerørene 20 utad utformet av to i aksial retning på hverandre følgende hushalvdeler 23, 24, som er oppdelt i området ved skilleveggen 5 og som er bevegelig opplagret ved de øvrige hushalvdeler, slik det er vist ved 25 og 26, hvorved de så kan dreies i forhold til hverandre. På fig. 3 faller de to retninger for den inngående og den ut-gående strøm sammen. På fig. 5 er disse to retninger 27 og 28 ikke like, de er riktignok innbyrdes parallelle, men rettet i motsatt retning. Det fremgår at man ved dreining av de to halvdeler 23 og 24 kan danne innbyrdes vilkårlige vinkler mellom retningene for tilførselsluft og avtrekksluft.

Varianten på fig. 8 viser anvendelsen av oppfinnelsen ved en aksialvifte. Her er varmerørene 30 innrettet radielt, hvorved de, sett i strømningsretning, kan befinne seg foran eller bak løpehjulet, f. eks. i ledeapparatet. Varme-rørene er herved med en ende, den ytre ende ved 31, festet på husveggen 32 til huset og med sin indre ende ved 33 festet til et husfast bærestykke 34, som er anordnet koaksialt med navet 35, som værer skovlene 36. Skilleveggen eller oppdel-ingssjiktet forløper i dette tilfelle ikke rettvinklet til husets dreieakse, slik som ved de andre utførelseseksempler, men konsentrisk til dreieaksen 37 og er vist ved 38. Oppdel-ingsstykket 34 kan f. eks. bære drivmotoren for løpethjulet, som f. eks. kan drive navet, som bæret skovlene.

I foreliggende tilfelle er det også mulig med ikke nærmere viste utførelseseksempler hvor anordningen benyttes som radial- eller aksialpumpe, som tjener til transport av flytende medier ved samtidig energigjenvinning.

Claims (14)

1. Innretning for transport av et flytende eller gassformet strømningsmedium, med et til føring av strømningsmediet tjenende hus og et dreibart opplagret, motordrevet løpehjul for transport av strømningsmediet gjennom huset, som på en aksel eller på en aksellignende virkende maskindel har et antall av i omløpsretning etter hverandre følgende skovler, som på den ene side i tilnærmet radiell retning forløper i retning utover og på den annen side utstrekker seg over løpehjulets aksiale lengde, hvorved den gjennom innretningens hus gjennom-strømmende volumstrøm av transportmedium ved hjelp av et inne i løpehjulet anordnet oppdelingssjikt oppdeles i en tilstrømm-ende transportmediumstrøm. f. eks. tilluftstrømmen eller ute-luf tstrømmen, og i en utstrømmende transportmediumstrøm, f. eks. avløpsluftstrømmen eller avtrekksluftstrømmen, karakterisert ved at det i fast tilordning til huset er anordnet flere på tvers av transportmediumstrømmen seg utstrekkende varmerø r eller varmerø rlignende langsgående legemer, hvis lengderetning forløper tilnærmet parallelt til skovlenes lengderetning, som ved deres ender er anbragt på huset og hvis ene aksiale endeområde er tilordnet den tilstrø mmende transportmediumstrøm, f. eks. tilluftstrømmen eller uteluft-strømmen, og hvis andre aksiale endeområde er tilordnet den utstrømmende transportmediumstrøm, f. eks. avløpsluftstrømmen eller avtrekksluftstrømmen.

2. Innretning ifølge krav 1, somer utformet som radial-eller tverrstrømsvifte, karakterisert ved at. varmerørene eller de varmerø rlignende langsgående legemer er innrettet parallelt til løpehjulets dreieakse.

3. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at varmerørene er anordnet langs husets indre vegg i flere i radiell retning etter hverandre følgende rekker eller i en enkelt rekke.

4. Innretning ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at varmerørene er anordnet på husets innervegg i flere i radiell retning etter hverandre følgende rekker eller i en enkelt rekke, hensiktsmessig i like avstander.

5. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at varmerørene eller de varmerørlignende langsgående legemer, som f. eks. har rettvinklet eller kvadratisk tverrsnitt, er fø yet tett til hverandre og herved danner selve husveggen, som på sin ytterside er tildekket med et sjikt av varmeisolerende materiale.

6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at de tett på hverandre følgende varmerø r eller varmerø rlignende langsgående legemer ved deres ender er festet til huset og/eller f. eks. kan være forbundet med hverandre .

7. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at husets vegg er sammensatt i cellebyggemåte av to i tverrsnitt hver gang neanderformet utformede halvdeler, hvis fordypninger er rettet bort fra hver gang den andre halvdel og som er slik satt mot hverandre at fordypningene til de to halvdeler ligger overfor hverandre og herved med hverandre danner de i tverrsnitt rettvinklede eller kvadratiske varmerø r eller varmerø rlignende langsgående legemer.

8. Innretning ifølge ett av kravene 5-7, karakterisert ved at varmerørene eller de varmerørlign-ende langsgående legemer på sin innside bærer radielt innoverrettede kjøleribber.

9. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at varmerørene er anordnet i utløpsområdet til huset, hvorved hensiktsmessig antallet av de i radiell retning på 'hverandre følgende rekker av varmerø r kan øke mot utgangen eller mot enden av utgangsområdet.

10. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at varmerørene er anordnet innenfor rekkene og rekkene innbyrdes slik at varmerø rene danner en slags luftledeinnretninger med hverandre, som tvinger strømningen av det uttredende medium til å følge en slags logaritmisk bane.

11. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at varmerørene er anordnet i en enkelt rekke eller flere konsentriske rekker rundt løpehjulet.

12. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at den husyttervegg som tildekker varmerørene utad består av to i aksiell retning på hverandre følgende, i området ved skilleveggen oppdelte hushalvdeler, som er opplagret på de øvrige hushalvdeler på bevegelig måte og kan dreies i forhold til hverandre.

13. Innretning ifølge krav 1, som er utformet som aksialvifte, karakterisert w ed at varmerørene er radielt innrettet, hvorved hensiktsmessig varmerørene, sett i strømningsretning, befinner seg etter eller foran løpehjulet og/eller i ledeapparatet.

14. Innretning ifølge krav 13, karakterisert ved at varmerørene med den ene ende, dvs. den ytre ende, er festet på omkretsveggen til huset og med sin indre ende er festet på et husfast bærestykke, som er koaksialt med navet og som hensiktsmessig kan omfatte bærestykket for drivmotoren for løpehjulet.