BE1029644B1

BE1029644B1 - Diffusor voor warmwatertank

Info

Publication number: BE1029644B1
Application number: BE20215612A
Authority: BE
Inventors: Lastra Monica Ramirez; Bernd Ameel
Original assignee: Daikin Europe Nv
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2021-08-02
Publication date: 2023-02-27
Also published as: BE1029644A1; EP4130603A1

Abstract

Een diffusor voor warmwateropslagtanks, omvattende een eerste schijf die is uitgerust met één in hoofdzaak gecentreerde opening en een tweede tegenoverliggende schijf, waarbij een veelvoud van afbuigelementen is bevestigd aan ten minste één van de schijven. De diffusor kan zijn voorzien van cilindrische of penafbuigelementen die zijn bevestigd aan een of meer van genoemde schijven. Het gecombineerde effect van de afbuiginrichtingen en de omhulling die wordt geboden door de twee tegenover elkaar liggende schijven die integraal deel uitmaken van de diffusor, maken de introductie en extractie van water van en naar een watertank mogelijk zonder de gelaagdheid in gevaar te brengen.

Description

1 BE2021/5612

DIFFUSOR VOOR WARMWATERTANK

TECHNISCH DOMEIN

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op toebehoren voor wateropslagtanks.

In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een diffusor voor een warmwateropslagtank.

ACHTERGROND

Warmwatertanks worden veel gebruikt in huishoudelijke toepassingen als thermische en energieopslagsystemen. Om een hoog rendement te realiseren bij het gebruik van sanitair warm water, en een betere energie- en warmteopslagcapaciteit, is een sterk gelaagde tank noodzakelijk. Gelaagde opslagtanks [Engels: stratified storage tanks] voor warm water zijn algemeen bekend. Ze dienen zoveel mogelijk om vermenging van warmere en koudere watercomponenten bij het vullen van de opslagtank te voorkomen. Op deze manier wordt warmte-energie op de hoogst mogelijke temperatuur gehouden en kan dus efficiënt worden gebruikt.

In deze context wordt onder ‘gelaagdheid’ verstaan het ontstaan en in stand houden van aangrenzende, verticaal verdeelde watermassa's van verschillende temperatuur en dichtheid. In een gelaagde tank bevindt zich een koudwaterlaag op de bodem van de tank vanwege de hogere dichtheid. In dezelfde gelaagde tank bevindt zich een warmwaterlaag boven in de waterkolom als gevolg van de lagere dichtheid.

Deze twee waterlagen worden gescheiden door een middenlaag van gemiddelde temperatuur die gewoonlijk ‘thermocline’ wordt genoemd.

Zoals kenmerkend is voor zijn functie, is een watertank voor huishoudelijk gebruik onderhevig aan het inbrengen en onttrekken van water. Dit water, toegevoerd of onttrokken, kan variëren van koud tot warm. Het is bijzonder voordelig wanneer warm water direct in de reeds in de watertank aanwezige warmwaterlaag kan worden gebracht. Dit maakt, maar is niet beperkt tot, een snellere beschikbaarheid van warm water mogelijk. Op soortgelijke wijze is het voordelig om koud water in de koudwaterlaag in de watertank te brengen.

Met name tijdens het inbrengen van water in de tank hebben wervelingen de neiging zich te vormen bij of in de buurt van de inlaatopeningen. Genoemde wervelingen

2 BE2021/5612 hebben de neiging om meer uitgesproken te zijn naarmate de instroomsnelheid van water toeneemt. Deze wervelingen hebben een negatieve invloed op de gelaagdheid die zich in een wateropslagtank ontwikkelt, doordat zij de vermenging van de verschillende waterlagen bevorderen.

Het is daarom een belangrijk aspect van de prestatie van een wateropslagtank dat hoge stroomsnelheden in de tank kunnen worden bereikt terwijl de gelaagdheid die wervelingen vernietigt, wordt verminderd of bij voorkeur wordt geëlimineerd.

DE102004035026A beschrijft een element voor het verminderen van wervelingen in een wateropslagtank. Dit element is een plaat of plaatachtige constructie met een aantal doorgaande gaten op het oppervlak waardoorheen water kan stromen. Dit element wordt gepresenteerd dicht bij de koepelvormige bodem of bovenkant van een watertank geplaatst, zodat een holte wordt gevormd door het element en de koepelvormige bodem van de tank, waarin een waterinlaat/-uitlaatbuis is geplaatst.

In een andere uitvoeringsvorm die in hetzelfde document wordt gepresenteerd, wordt een geperforeerde doosachtige constructie getoond die een inlaatbuis omhult.

In genoemde constructie wordt de waterstroom in de tank aanvankelijk verstoord door genoemde doosachtige constructie voordat deze in een in hoofdzaak verticale richting in de watertank wordt afgevoerd. Een soortgelijk concept en uitvoeringsvorm daarvan wordt gepresenteerd in octrooidocument WO2013083911.

In dit document wordt een doosachtige constructie verschaft die een of meer inlaatbuizen omvat die in de constructie zijn gemonteerd. Genoemde buizen zijn gemonteerd aangrenzend en in hoofdzaak tangentieel uitgelijnd met de omtrek van de doos, waardoor de circulatie van instromend water langs genoemde omtrek wordt bevorderd. Water kan dan de doos verlaten in een in hoofdzaak verticale richting, door een of meer gaten die aan de boven- en/of onderkant van de doos zijn gemonteerd.

De bovengenoemde concepten en uitvoeringsvormen hebben een nadeel dat voor de vakman duidelijk zal zijn. Dit nadeel is gelegen in het feit dat water dat een van de bovengenoemde doosachtige constructies verlaat dit in een overwegend verticale richting doet. Deze richting, die in hoofdzaak loodrecht staat op het grensgebied tussen waterzones, heeft het meeste potentieel om opwaartse/neerwaartse trekken te creëren, die de gelaagdheid in de tank zal verstoren.

KR101055349 openbaart een concept en meerdere uitvoeringsvormen van een diffusor van plaatachtige constructie, omvattende een plaat die is uitgerust met een

3 BE2021/5612 ongeveer gecentreerd gat en een tweede plaat die in hoofdzaak evenwijdig en in axiale uitlijning met de eerste is gemonteerd. Het gat in de eerste plaat is geschikt om een waterinlaatbuis op te nemen, waarbij het laatste gedeelte van die buis in hoofdzaak loodrecht op de oppervlakken van beide platen is georiënteerd. Door dit concept wordt vermindering van gelaagdheid die wervelingen vernietigt, gedeeltelijk bereikt door de waterstroom die aan de tank wordt geleverd te verminderen.

Verdere vermindering van genoemde wervelingen wordt bereikt door de tweede plaat, waardoor het momentum van water dat uit de buis stroomt, wordt verzacht.

Op deze manier worden de wervelingen die worden gecreëerd door water dat het uiteinde van de buis verlaat, verzacht voordat het water wordt afgevoerd langs de omtrek van de platen.

Het bovengenoemde concept en de uitvoeringen daarvan maken het mogelijk dat het water in een nagenoeg horizontale richting uit de diffusor en in de tank stroomt.

Echter, en om wervelingen voldoende te verminderen voordat ze genoemde diffusor verlaten, moet een groot volume in de diffusor worden verschaft, wat resulteert in een diffusor met grote afmetingen. Deze grote afmetingen maken de installatie van een dergelijke diffusor in kleinere tanks onmogelijk, in het bijzonder daar waar debieten wenselijk zijn.

De huidige uitvinding beoogt een oplossing te vinden voor minstens enkele van bovenvermelde problemen en nadelen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding en uitvoeringsvormen daarvan dienen om een oplossing te bieden voor één of meer van de bovengenoemde nadelen. Hiertoe heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een diffusor voor het inbrengen van water in een watertank volgens conclusie 1.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een diffusor beschikbaar te stellen die het mogelijk maakt, in vergelijking met soortgelijke diffusors in de stand der techniek, de verstoring van de gelaagdheid in sanitair warm water tijdens de toevoer van water te minimaliseren.

Een meer specifiek doel van de uitvinding is het beschikbaar maken van een diffusor die water als een dunne laag kan inbrengen. Op deze manier kan verstoring van

4 BE2021/5612 gelaagdheid in een warmwatertank worden voorkomen. In het bijzonder kan water worden ingebracht in zeer dunne lagen gelaagd water.

Het is een bijzonder doel van de uitvinding om een diffusor beschikbaar te stellen die afbuigelementen omvat die geschikt zijn voor het vernietigen of ten minste het verminderen van wervelingen die worden veroorzaakt door het binnenstromen van water. Het is weer een ander doel van de uitvinding om een diffusor ter beschikking te stellen waarin genoemde afbuigelementen zijn aangebracht, omhuld door twee schijven. Op deze manier kunnen wervelingen worden omhuld door de diffusorschijven wanneer de afbuigelementen deze wervelingen vernietigen of minimaliseren.

Voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvindingen worden gepresenteerd in conclusie 2-9. Hier worden twee hoofduitvoeringsvormen van de uitvinding geopenbaard. Een eerste uitvoeringsvorm waarbij de afbuigelementen cilindrische ringen zijn die in hoofdzaak concentrisch met het midden van de schijven zijn gemonteerd. In een tweede uitvoeringsvorm worden pennen gebruikt als afbuigelementen.

Volgens een aspect van de uitvinding wordt een diffusor ter beschikking gesteld, welke diffusor een veelvoud van cilindrische afbuiginrichtingen omvat als afbuigelementen, gemonteerd in twee tegenover elkaar liggende schijven.

Genoemde cilindrische afbuiginrichtingen zijn op genoemde schijven gemonteerd, zodat cilindrische afbuiginrichtingen die op één schijf zijn gemonteerd, intercaleren met cilindrische afbuiginrichtingen die op de tegenoverliggende schijf zijn gemonteerd. Op deze manier kan het momentum van het water dat door de diffusor stroomt worden omgeleid en daardoor worden gedempt terwijl het zich nog in de diffusor bevindt.

Volgens een ander aspect van de uitvinding wordt een diffusor ter beschikking gesteld, welke diffusor een aantal pennen omvat als afbuigelementen die zijn gemonteerd op ten minste één van twee tegenover elkaar liggende schijven. Deze pennen zijn op een schijf gemonteerd om rechte paden die worden verschaft aan het water dat zich tussen het midden en de buitenrand van de diffusor beweegt, te verminderen of te elimineren. Op deze manier wordt de vorming van wervelingen in de diffusor voorkomen.

BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

Figuur 1 illustreert een diffusor met cilindrische afbuiginrichtingen.

Figuur 2 illustreert een explosietekening van een diffusor met cilindrische 5 afbuiginrichtingen.

Figuur 3 illustreert een diffusor in doorsnede met cilindrische afbuiginrichtingen.

Figuur 4 illustreert een rooster met pennen

Figuur 5 illustreert een doorsnede van een diffusor met pennen

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een diffusor (1) voor warmwateropslagtanks, die de toevoer van water naar genoemde watertank mogelijk maakt.

Tenzij anders gedefinieerd, hebben alle termen die worden gebruikt bij het openbaren van de uitvinding, met inbegrip van technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals gewoonlijk begrepen door een gemiddelde vakman in het vakgebied waartoe deze uitvinding behoort. Bij wijze van verdere begeleiding, zijn term definities inbegrepen om de leer van de onderhavige uitvinding beter te waarderen.

Zoals hierin gebruikt, hebben de volgende termen de volgende betekenis: ‘Een’, ‘de’ en ‘het’, zoals ze hierin worden gebruikt, omvatten zowel enkelvoudige als meervoudige referenten, tenzij de context duidelijk anders aangeeft. Bij wijze van voorbeeld verwijst ‘een compartiment’ naar één of meer compartimenten. ‘Omvatten’, ‘omvattende’ en ‘omvat’ en ‘bestaande uit’ zoals hier gebruikt, zijn synoniem met ‘bevatten’, ‘bevattende’ of ‘bevat’ en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid specificeren van wat volgt (bijv. een component) en sluiten de aanwezigheid van aanvullende, niet-genoemde componenten, kenmerken, elementen, delen, stappen, die welbekend zijn in de stand der techniek of daarin beschreven zijn, niet uit.

6 BE2021/5612

Verder worden de termen eerste, tweede, derde en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt voor het onderscheiden van gelijkaardige elementen en niet noodzakelijk voor het beschrijven van een volgorde, noch in de tijd, noch spatiaal, tenzij anders aangegeven. Het dient te worden begrepen dat de termen op die manier gebruikt onder geschikte omstandigheden verwisselbaar zijn en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin beschreven geschikt zijn om in andere volgorde te werken dan hierin beschreven of weergegeven.

Het citeren van numerieke bereiken door eindpunten omvat alle getallen en breuken die zijn opgenomen binnen dat bereik, evenals de genoemde eindpunten.

Terwijl de termen ‘één of meer’ of ‘ten minste één’, zoals één of meer of ten minste één lid (leden) van een groep leden, op zich duidelijk is, omvat de term door middel van verdere toelichting onder meer een verwijzing naar een van de leden, of naar twee of meer van de leden, zoals bijvoorbeeld elke >3, 24, 25, 26 of >7 enz. van de leden, en tot alle genoemde leden.

In een eerste aspect heeft de uitvinding betrekking op een sterk verbeterde diffusor (1) die is geconfigureerd om water te ontvangen via een centrale inlaat en om het water af te geven via een radiale uitlaat en in een cilindrische watertank, waarbij de diffusor omvat: een eerste schijf (2) uitgerust met een centrale inlaat (8) en een tweede schijf (3) van vergelijkbare grootte, bij voorkeur van gelijke grootte, die evenwijdig aan de eerste schijf (2) moet worden geplaatst, waarbij de schijven op afstand van elkaar zijn geplaatst door een aantal stutten (4) die zich uitstrekken naar de schijven, waarbij de stutten identiek zijn en op gelijke afstanden rondom de omtrek van beide schijven, en; een in hoofdzaak cilindrische ruimte gedefinieerd door de parallel opgestelde schijven waarin water dat wordt toegelaten via de centrale inlaat van de eerste schijf stroomt en waaruit het water radiaal wordt afgevoerd via een radiale uitlaat tussen de twee schijven; gekenmerkt doordat een veelheid van parallel opgestelde afbuigelementen zich uitstrekken naar een of beide schijven vanaf een of beide schijven, waarbij de afbuigelementen zich bevinden binnen de cilindrische ruimte tussen de schijven.

Fig. 1 toont een uitvoeringsvorm van een diffusor (1) omvattende een eerste schijf (2) en een tweede schijf (3). Genoemde schijven zijn parallel aan elkaar geassembleerd door middel van een aantal stutten (4) zodat een uniforme afstand

7 BE2021/5612 wordt gedefinieerd tussen genoemde twee schijven rond de gehele omtrek van de diffusor (1). Deze eerste schijf (2) wordt hier via een buisverlenging (5) gemonteerd op een buis (7) gepresenteerd. Elke schijf (2) en (3) zijn voorzien van een veelheid van versterkende ribben (6) om de stijfheid van elke schijf en bijgevolg de stijfheid van de hele diffusor te verbeteren.

De diffusor (1), en in het bijzonder het afbuigelement, verschaffen, vergeleken met de stand van de techniek, een veel efficiëntere vermindering van de snelheid van het water dat in de diffusor (1) wordt toegelaten. Verder maken de afbuigelementen die integraal deel uitmaken van de diffusor (1) van de onderhavige uitvinding het op voordelige wijze mogelijk om de vorming van wervelingen te remmen door turbulente stromingen tegen te houden die het gevolg zijn van de hogere snelheid waarmee het water de diffusor (1) binnenkomt. De vermindering van deze wervelingen zorgt voor een zachtere introductie van water in een watertank. Dit is in het bijzonder voordelig wanneer watergelaagdheid van warm- en koudwaterlagen gewenst is.

In deze context wordt ‘turbulentie’ gedefinieerd als een vloeiende beweging die wordt gekenmerkt door chaotische veranderingen in druk en stroomsnelheid.

Wervelingen zijn een belangrijk bestanddeel van een turbulente stroming. De termen ‘werveling’ of ‘wervelingen’ worden gedefinieerd als gebieden van een vloeistof waarin de stroming rond een axiale lijn draait, welke lijn recht of gebogen kan zijn. In deze context definiëren de termen ‘gelaagdheid’ en ‘gelaagd’ respectievelijk de werking en de toestand van scheiding van een waterkolom in verschillende lagen met verschillende temperaturen. Elk van de lagen heeft een in hoofdzaak uniforme temperatuur.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is de diameter van elk van de ronde schijven (2, 3) minder dan de helft van de diameter van de tank waar deze is geïnstalleerd. De diffusor (1) wordt zo in de tank geïnstalleerd dat de hartlijn van de schijven (2, 3) in verticale richting staat. Op deze manier krijgt het water dat uit de diffusor (1) wordt geleverd voldoende afstand om verder te vertragen voordat het de zijwanden van de tank bereikt, waardoor elke verdere verstoring van het water in de tank wordt vermeden.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft de radiale uitlaat een oppervlak dat aanzienlijk groter is dan het oppervlak van de inlaat (8) van de diffusor (1). Bij voorkeur wordt de afstand tussen de twee schijven (2, 3)

8 BE2021/5612 klein gehouden. Op deze manier kan de waterstroom die de diffusor (1) verlaat worden gehandhaafd als een in hoofdzaak dunne en uniforme film van water, terwijl toch een uitlaatoppervlak behouden blijft dat aanzienlijk groter is dan het inlaatgebied van de diffusor (1).

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de diffusor (1) zijn de waterstroom door de inlaat (8) van de diffusor (1), de hoogte van de uitlaat van de diffusor (1) en de diameter van de diffusor (1) aan elkaar gerelateerd door middel van een verhouding van evenredigheid. In het bijzonder worden de bovengenoemde variabelen bepaald door de volgende vergelijkingen:

CP, d'h-x

Q

Kem Jah waarbij Q de stroom in kubieke meter per seconde is, h de spleet (12) tussen de ronde schijven (2, 3) in meters is, d de diameter van de diffusor (1) is,x 3,14 is, g de versnelling van de zwaartekracht in meter per seconde per seconde is,p de dichtheid van de vloeistof in kilogram per kubieke meter is en cı en cz constante verhoudingen zijn. Om een optimale snelheid te voorzien van de stralen vis-à-vis de opwaartse kracht, moet de waarde van c: tussen 0,0001 en 0,0004 liggen, met de meeste voorkeur moet c: 0,0002195 bedragen. De waarde van ca moet tussen 0,01 en 0,05 liggen, zoals verkregen uit de Froude-getalrelatie. Met meer voorkeur zou ca 0,03 moeten zijn. Op deze manier kan een optimale vermindering van de snelheid bij de uitlaat van de diffusor (1) en een optimale vermindering van wervelingen worden bereikt voor verschillende waterstromen en tankafmetingen.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is ten minste één van de schijven (2, 3) koepelvormig op het oppervlak dat naar de binnenkant van de diffusor is gericht. Op deze manier wordt een groter volume binnen de diffusor (1) beschikbaar gemaakt, welk volume met voordeel een efficiëntere vermindering van de watersnelheid mogelijk maakt.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm is de kromtestraal van een koepelvormige schijf (2, 3) zodanig dat de hoek die raakt aan de kromming aan de buitenrand van de koepel een hoek definieert met het horizontale vlak, welke hoek groter is dan 10 graden. Deze hoek maakt het mogelijk om het water dat uit de

9 BE2021/5612 diffusor komt in een meer voordelige richting af te geven. Met meer voorkeur wordt genoemde hoek gecombineerd met een vloeiende kromme van het koepelvormige binnenoppervlak van de schijf, waardoor het ontstaan van verdere turbulentie wordt vermeden.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm van de uitvinding en zoals geïllustreerd in figuur 2-3, omvat de veelheid van afbuigelementen cilindrische vormen die zijn gevormd in elk van de eerste en tweede schijven en zich uitstrekken naar de cilindrische ruimte. Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn een eerste cilindrische vorm gevormd op de eerste schijf (2) en een tweede cilindrische vorm gevormd op de tweede schijf (2) zodanig gerangschikt dat de cilindrische vormen intercaleren. Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding is het aantal tweede cilindrische vormen gevormd in de tweede schijf (3) groter dan het aantal eerste cilindrische vormen. Bij voorkeur omvat de diffusor vijf zich verticaal uitstrekkende cilindrische afbuigelementen (10) die concentrisch zijn opgesteld met de hartlijn van de diffusor (1). In het bijzonder wordt de positie van elk van de cilindrische afbuigelementen (10) gedefinieerd in functie van de diameter van de diffusor (1). De diameter van elk afbuigelement (10) Da wordt gegeven door de volgende vijf vergelijkingen:

Dy = 0,147d

Dz = 0,333d

D;3 = 0,461d

Da = 0,689d

Des = 0,822d waarbij d de diameter is van elke schijf (2, 3) van de diffusor. Meer bij voorkeur is de eerste schijf geconfigureerd om water te ontvangen via een centrale inlaat (8) en is uitgerust met twee cilindrische afbuigelementen (10). De tweede schijf (3) is geconfigureerd om vóór het water te zijn dat de diffusor (1) binnenkomt via de eerste schijf (3), welke tweede schijf (3) is uitgerust met drie cilindrische afbuigelementen (10). De cilindrische afbuigelementen (10) zijn zodanig op hun respectieve schijven (2, 3) aangebracht dat de cilindrische afbuigelementen (10) intercaleren. Bĳ nog meer voorkeur is de hoogte van de cilindrische — afbuigelementen (10) het grootst in het midden van de diffusor (1) en neemt geleidelijk af met elk volgend afbuigelement naar de omtrek van de diffusor (1). De interne geometrie van de diffusor (1) zoals hierin beschreven maakt met voordeel

10 BE2021/5612 de gedeeltelijke vorming van wervelingen in de grotere, meer centrale volumes van de diffusor (1) mogelijk. De plaatsing van de afbuigelementen is zodanig dat het, nog voordeliger, de onderbreking van genoemde wervelingen mogelijk maakt, welke wervelingen daardoor worden gereduceerd tot kleinere, langzamere wervelingen.

De cyclus van gedeeltelijke vorming en afbraak van een werveling wordt herhaald door het effect van elk volgend afbuigelement. Fig. 3 illustreert een dergelijke resulterende stroming door de diffusor (1). In deze afbeelding staan de buis (7) en het inwendige van de diffusor (1) in fluïdumverbinding door middel van de buisverlenging (5). Genoemde buisverlenging (5) is vast bevestigd aan de eerste schijf (2) door inwerking van de moer (9). Verder weergegeven in figuur 3 is de stroom van het water dat wordt toegelaten in de diffusor (1). Dit water wordt binnengelaten via de buis (7), en via inlaat (8), welke inlaat (8) niet is weergegeven in de figuur. Bij het binnentreden van de diffusor komt het water een eerste cilindrisch afbuigelement (10) tegen, waardoor de stroming van het water gedwongen wordt om van richting te veranderen en het afbuigelement (10) te verlaten. Verdere afbuigelementen zijn integraal met de eerste schijf (2) en de tweede schijf (3) aangebracht, waarbij de afbuigelementen zodanig zijn gepositioneerd dat ze intercaleren en daardoor een waterstroom (11) induceren zoals getoond in figuur 3. Zodra de waterstroom (11) het laatste afbuigelement bereikt, verlaat het genoemde water de diffusor via een spleet (12) gedefinieerd door de perimetrale omtrek van de eerste schijf (2) en de tweede schijf (3). Het aantal afbuigelementen in de onderhavige uitvoeringsvorm van de uitvinding is voldoende om eventuele wervelingen volledig tegen te houden voordat deze de uitlaat van de diffusor (1) bereiken.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding, en zoals geïllustreerd in

Fig. 4-5, zijn de afbuigelementen die integraal zijn met de diffusor (1) van deze uitvinding cilindrische pennen (13) geïntegreerd in de tweede schijf (3) en geplaatst ofwel in een vierkant patroon of een radiaal verspringend patroon. Bij voorkeur bevinden de boveneinden van alle pennen (13) zich in hetzelfde horizontale vlak.

De bovengenoemde interne geometrie van de diffusor (1) maakt het op voordelige wijze mogelijk de wervelingen sneller tegen te houden, waardoor compactere diffusors kunnen worden gebruikt. Zoals geïllustreerd in figuur 4 is de diffusor (1) voorzien van een aantal pennen (13) als afbuigelementen. Deze uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat ook een eerste schijf (2) en een tweede schijf (3) die stevig zijn bevestigd en op gelijke afstanden van elkaar zijn geplaatst door middel van een aantal stutten (4).

11 BE2021/5612

In een verdere of andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de inlaat (8) op de eerste schijf (2) geschikt om te worden bevestigd aan een buissegment (7), hetzij door een volle schroefdraad, een onderbroken draad of een onderbrekerkraag. In

Fig. 4, diffusor bevestigd aan een buis (7) door middel van een buisverlenging (5) in vloeistofbevestiging aan de binnenkant van de diffusor (1) via een centrale inlaat (8) op de eerste schijf (2).

Bij voorkeur is een buisverlenging (5) voorzien waarin deze volle schroefdraad, onderbroken draad of onderbrekerkraag is verwerkt. Op deze manier kan een stijve bevestiging van de diffusor (1) worden bereikt met een grotere diversiteit aan buisdiameters. Bij voorkeur wordt de volle schroefdraad, onderbroken draad of onderbrekerkraag bevestigd aan een compatibel bevestigingsmiddel dat in de diffusor (1) is geplaatst. Met meer voorkeur zal genoemde diffusor (1) dergelijke kenmerken opnemen in de geometrie van zijn inlaat, zodat genoemde buisverlenging direct kan worden gemonteerd op genoemde inlaat (8) van de diffusor (1). Zoals getoond in figuur 4, verschaffen in een voorkeursuitvoeringsvorm van de diffusor een aantal versterkingsribben (6) extra stijfheid van zowel de eerste schijf (2) als de tweede schijf (3).

De onderhavige uitvinding wordt ook bereikt door een werkwijze voor het inbrengen van water in een watertank via een diffusor, waarbij het water een snelheid heeft, waarbij de werkwijze de stappen omvat van: het binnenlaten van water in een diffusor door middel van het proximale uiteinde van de diffusor, waarbij het proximale uiteinde een inlaat van de diffusor vormt; het leiden van water uit de inlaat in de cilindrische holte van de diffusor, waarbij het water een aantal afbuigelementen doorloopt die zijn geconfigureerd om het water te dwingen de stroomrichting ten minste eenmaal te veranderen voordat het de omtrek van de diffusor bereikt; het uit de diffusor leiden van het water door een radiale uitlaat bij de omtreksrand van de diffusor.

Lijst met genummerde items 1 diffusor 2 eerste schijf 3 tweede schijf 4 stut 5 buisverlenging 6 versterkingsrib 7 buis

12 BE2021/5612 8 inlaat 9 moer 10 cilindrisch afbuigelement 11 waterstroom 12 spleet 13 pen afbuigelementen

Claims

CONCLUSIES BE2021/5612

1. Een diffusor die is geconfigureerd om water te ontvangen via een centrale inlaat en om het water af te geven via een radiale uitlaat en in een cilindrische watertank, waarbij de diffusor omvat: een eerste schijf uitgerust met een centrale inlaat en een tweede schijf van vergelijkbare grootte, bij voorkeur van gelijke grootte, die evenwijdig aan de eerste schijf moet worden geplaatst, waarbij de schijven op afstand van elkaar zijn geplaatst door een aantal stutten die zich uitstrekken naar de schijven, en; een in hoofdzaak cilindrische ruimte gedefinieerd door de parallel opgestelde schijven waarin water dat wordt toegelaten via de centrale inlaat van de eerste schijf stroomt en waaruit het water radiaal wordt afgevoerd via een radiale uitlaat tussen de twee schijven; gekenmerkt doordat een veelheid van parallel opgestelde afbuigelementen zich uitstrekken naar een of beide schijven vanaf een of beide schijven, waarbij de afbuigelementen zich bevinden binnen de cilindrische ruimte tussen de schijven, waarbij ten minste één van de schijven koepelvormig is op het oppervlak dat naar de binnenkant van de diffusor is gericht, waarbij de afbuigelementen cilindrisch zijn, de hoogte van de cilindrische afbuigelementen het grootst is in het midden van de diffusor en progressief afneemt met elk volgend afbuigelement naar de omtrek van de diffusor.

2. Een diffusor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de radiale uitlaat een oppervlak heeft dat aanzienlijk groter is dan de inlaat van de diffusor.

3. Een diffusor volgens conclusie 1 en conclusie 2, waarbij de diameter van de diffusor minder is dan de helft van de binnendiameter van de watertank.

4. Een diffusor volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat de waterstroom door de inlaat van de diffusor, de hoogte (h) van de uitlaat van de diffusor en de diameter (d) van de diffusor aan elkaar gerelateerd zijn door middel van twee vergelijkingen, constante verhouding cl, constante verhouding c2, cl met een waarde tussen 0,0001 en 0,0004, c2 met een waarde tussen 0,01 en 0,05, waarbij de twee vergelijkingen (QA2-p)/(d-h-n)=c_1 zijn ; Q/(h-d-n-V(g-h))=c_2, waarbij Q de stroom in kubieke meter per seconde is, h de opening (12) tussen de ronde schijven (2, 3) in meter is, d is de diameter van de diffusor (1), n 3,14 is, g is de versnelling van de zwaartekracht in meter per seconde per seconde, p is de dichtheid van de vloeistof in kilogram per kubieke meter.

5. Een diffusor volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat de kromtestraal van elke koepelvormige schijf zodanig is dat de hoek die raakt aan de kromming aan de buitenrand van de koepel een hoek definieert met het horizontale vlak, welke hoek groter is dan 10 graden.

6. Een diffusor volgens conclusie 1-5, met het kenmerk, dat het aantal afbuigelementen bestaat uit: cilindrische vormen die zijn gevormd in elk van de eerste en tweede schijven en zich uitstrekken naar de cilindrische ruimte.

7. Een diffusor volgens conclusie 6, waarbij eerste cilindrische vorm gevormd op de eerste schijf en een tweede cilindrische vorm gevormd op de tweede schijf zodanig gerangschikt zijn dat de cilindrische vormen intercaleren.

8. Een diffusor volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het aantal tweede cilindrische vormen gevormd in de tweede schijf groter is dan het aantal eerste cilindrische vormen.

9. Een diffusor volgens conclusie 1-5, met het kenmerk, dat de afbuigelementen cilindrische pennen zijn die in de tweede schijf zijn geïntegreerd en ofwel in een vierkant patroon ofwel in een radiaal versprongen patroon zijn geplaatst.

10.Een diffusor volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de boveneinden van alle pennen zich in hetzelfde horizontale vlak bevinden.

11.Een diffusor volgens een van de conclusies 1-10, met het kenmerk, dat het gat van de eerste schijf geschikt is om te worden bevestigd aan een buissegment, hetzij door een volle schroefdraad, een onderbroken draad of een onderbrekerkraag.