DK153808B - Stroemningsfordeler - Google Patents

Description

DK 153808 B

Opfindelsen angår en strømningsfordeler omfattende en perforeret asfgrænsningsvæg for en kanal eller et kammer, der har mindst én yderligere afgrænsningsvæg og er ind-5 rettet til at optage en hovedstrøm af et medium, hvilken førstnævnte afgrænsningsvæg har åbninger, og nær ved disse placerede afbøjningsorganer, som strækker sig ind i mediets strømningsbane og opdeler hovedstrømmen i et antal delstrømme, som afgår til afgrænsningsvæggens mod-10 stående side gennem åbningerne i en retning på tværs af hovedstrømmens retning, og hvor den hullede afgrænsningsvæg består af en profileret plade med profilpartier eller vægpartier, der danner afbøjningsorganerne og strækker sig på tværs af hovedstrømmens retning.

En strømningsfordeler i form af et rør er beskrevet i 15 det amerikanske patentskrift 4 170 930. Perforeringer ne kan eventuelt optage et antal dyser, som rager ind i hovedstrømmens bane og deler denne i et tilsvarende antal ensartet fordelte delstrømme af indbyrdes samme størrelse. Dyserne er passende formet således, at del-20 strømmenes strømningshastighed i det væsentlige svarer til hovedstrømmens strømningshastighed opstrøms for den første dyse.

Fra det tyske offentliggørelsesskrift 2 941 276 kendes en anden strømningsfordeler. Denne består af en 25 plan væg med indadragende læber eller dyser.

Det tyske fremlæggelsesskrift 1 124 658 anviser en perforeret lu ftkanal omfattende skrå vægdele i området for hullerne eller perforeringerne til luftens afgang. Hensigten med de skrå vægpartier er at kompensere for den 30 skrå komposant for luftens strømningshastighed. Der fin des således ingen afbøjningsorganer af den omhandlede art, som rager ind i hovedstrømmens bane. For de separate vægpartier, som findes og som strækker sig på tværs 2

DK 153808 B

af hovedstrømmen, er ikke beregnet til at tjene et sådant formål, og de kan endvidere ikke gøre det, fordi de ligger for langt væk fra hullerne eller perforeringerne .

5 Det tyske offentliggørelsesskrift 1 759 782 beskriver et tag med åbninger til luftens afgang. Afgangsåbningerne findes i en lufttæt elastisk membran, som kan have en korrugeret form. Der findes ingen separate afbøjnings-organer .

10 Et formål med opfindelsen er at angive en strømnings- fordeler, der er enklere og mere effektiv end de kendte strømningsfordelere, og som kan anvendes til flere formål .

I det bredeste aspekt er en strømningsfordeler ifølge 15 opfindelsen kendetegnet ved, at profilpartierne ligger □middelbart nedstrøms for en eller flere åbninger og danner dennes eller disses afbøjningsorganer.

En strømningsfordeler omfattende en profileret plade 20 ifølge opfindelsen kan fremstilles langt billigere end f.eks. en rørformet strømningsfordeler og muliggør f.eks., at en mediumstrøm kan effektivt fordeles og afbøjes i en given retning over et bredt område, hvilket ofte ønskes eller kræves af sådanne fordelere.

25 Strømningsfordeleren ifølge opfindelsen kan f.eks. anven des til at fordele en hovedstrøm af medium over en overflade eksempelvis til ventilationsformål. Strømningsfordeleren kan også anvendes i varmluftsovne eller hurtigt-kølende apparater, hvor varm eller kold luft skal for-30 deles ensartet over produkterne, der skal opvarmes eller afkøles. Andre anvendelsesområder for strømningsfordele- 3

DK 153808 B

ren ifølge opfindelsen er i tørreanlæg og fluidiserede lejer.

Der er ingen begrænsninger med hensyn til perforeringernes eller åbningernes dimensioner. Små åbninger (på 5 nogle få millimetre) kan anvendes, hvor der ønskes lami- nær strømning, medens store åbninger kan anvendes, når der ønskes kraftig turbulens, såsom i tørreanlæg eller ovne.

Ved at give profilpartierne og afgangsåbningerne en pas-10 sende form og størrelse kan man opnå samme tryk i alle afgangsåbningerne, medens profilpartierne, der strækker sig på tværs af hovedstrømmens retning, omdanner strømmens dynamiske tryk eller statisk tryk i respektive afgangsåbninger.

15 De afgående delstrømme har således indbyrdes samme stør relse og er rettet på tværs af hovedstrømmen. Forskellige strømningsforhold kan opnås ved passende valg af forskellige vægprofiler og forskellige former og størrelser af åbningerne.

20 Store profilpartier og store åbninger resulterer i kraf tig turbulens, medens små profilpartier og små åbninger resulterer i svag turbulens eller i laminær strømning.

Afgangsåbningerne behøver ikke være cirkel formede, men kan f.eks. være aflange (rektangulære eller ovale) vin-25 kelret på hovedstrømmen. Herved opnås et antal indbyr des parallelle spalteformede luftstråler i det væsentlige vinkelret på hovedstrømmen. Denne udførelsesform har vist sig at være særdeles velegnet i f.eks. hurtigt-kølende apparater og ovne, eftersom de plane luftstrå-30 ler kan rettes mellem produkterne, der behandles i dis se .

, DK 153808 B

4

En anden fordel ued opfindelsen er, at den perforerede plade er yderst stiu på grund af sin profilerede form.

Takket uære den ued pladens profilering opnåede stiuhed kan pladen uære relatiut tynd, huilket forenkler dens 5 fremstilling og reducerer omkostningerne. Den perfore rede plade kan også formes således, at den nemt kan udskiftes, så at den kan erstattes af en fordeler med en anden funktion. Pladen er enduidere glat, dus. den har ingen reuner eller hulheder, som støu kan forsamle sig i.

10 Pladen er derfor nem at rense, huilket i denne forbin delse er en fordelagtig forskel fra andre strømnings-fordelere med læber eller dyser, som rager ind i houed-strømmens bane.

En uigtig fordel ued strømningsfordeleren ifølge opfin-15 delsen er, at den arbejder med et laut decibeltal, dus.

den støjer ikke i brug.

Skønt det inden for rammerne af den grundliggende opfindelsestanke er muligt, at de ind i houedstrømmen ragende profilpartier kan uære relatiut korte og uære anbragt 20 f.eks. i trin på den perforerede af.'grænsningsuægs inder side - i så tilfælde er hosliggende åbninger fordelt i forskellige niueauer ouer denne uægs flade - foretrækkes det, at profilpartierne har en uæsentlig udstrækning på tuærs af houedstrømmens retning. Dette letter 25 nemlig fremstillingen af den profilerede afgrænsnings- uæg.

De største fordele i den ouennæunte henseende opnås, når alle profilpartierne er i det uæsentlige plane og strækker sig langs i det uæsentlige hele uæggens længde eller 30 bredde på tuærs af houedstrømmens retning.

I praksis skal den mindste afstand mellem et profilparti og naboperforeringens kant uære mindre end 1/10 af 5

DK 153808 B

profilpartiets udstrækning eller bredde på tværs af hovedstrømmen.

Denne bredde skal igen være mindst lige så stor som højden af åbningen parellelt med hovedstrømmen. Den mindste 5 afstand mellem et profilparti og naboperforeringens kant bør derfor fortrinsvis være mindre end 1/10 af perforeringens højde parallelt med hovedstrømmen. En ujævn strømningsfordeling vil opstå, hvis afstanden mellem profilpartierne og åbningerne er for stor.

10 For at sikre at delstrømmene afgår i den ovennævnte øn skede retning, danner profilpartierne ifølge en foretruk-ken udførelsesform en vinkel på mellem 90° og 120° med hovedstrømmens retning. Det foretrækkes, at profilpartierne danner en vinkel på nøjagtig 90° med hovedstrøm-15 mens retning, skønt acceptable resultater kan opnås, når profilpartierne er skråtstillede i forhold til hovedstrømmens retning, dvs. op til 30°, som indikeret ved den nævnte vinkelangivelse på 90° til 120°. Profilpartierne bør imidlertid ikke hælde mod hovedstrøm-20 mens retning, dvs. danne en vinkel markant under 90° med denne retning, eftersom delstrømmene da ikke ville have et ensartet strømningsforløb.

I praksis er pladen mellem profilpartierne forsynet med i det væsentlige plane partier, i hvilke åbningerne er 25 beliggende, og som strækker sig i det væsentlige, parallelt med eller er let skråtstillede i forhold til’ hovedstrømmens retning og danner aftrapninger. Herved bibringes den profilerede og perforerede afgrænsningsvæg en savtaklignende ydre flade, hvor profilpartie'rne * der tjener som afbøjningsorganer, danner indbyrdes parallelle ansatser mellem mellemliggende plane, perforerede partier.

6 DK 153808 B

I denne forbindelse er de plane og perforerede partiers flade fortrinsvis langt større end profilpartiernes flade .

Pladens forskellige dele eller partier behøver ikke væ-5 re afgrænsede af skarpe folde eller kanter. Ifølge en udførelses form for opfindelsen kan pladen således i stedet have korrugeringer, som buer indad og udad henimod og bort fra hovedstrømmens retning, og som er forbundet med en eller flere åbninger, hvorved en del af korruge-10 ringen danner profilpartierne. I denne udførelsesform behøver profilpartierne ikke være helt plane, men kan være krumme i større eller mindre grad. Hvis korrugerin-gernes dale og toppe er krumme, er det vanskeligt præcist at angive, hvor stor en del af de respektive korru-15 geringer danner de for strømfordelingen nødvendige profil- partier. Dette er imidlertid ikke vigtigt. Det eneste krav er, at de dele af korrugeringerne, der tjener som profilpartier, har en udstrækning på tværs af hovedstrømmens retning svarende til eller større end perfo-20 Teringernes højde, dvs. udstrækning parallelt med hoved strømmens retning.

Opfindelsen forklares nærmere ved den følgende beskrivelse af nogle udførelsesformer under henvisning til tegningen, hvor 25 fig. 1 er et perspektivisk billede af en første udfø relsesform for en strømningsfordeler ifølge opfindelsen, fig. 2 er et perspektivisk billede af en anden udførelsesform, som er en let modificeret udgave af udførelsesformen fra fig. 1, 30 fig. 3 viser i større målestok og i perspektiv en del af den i fig. 1 viste udførelsesform, 7

DK 153808 B

fig. 4 og 5 er perspektiviske snitbilleder af to modificerede udførelsesformer, hvor strømningsfordelerens perforerede vægparti har indad- og udadbuede korrugeringer, fig. 6 er et perspektivisk billede, delvis bortskåret, 5 af en varmluftsovn med en strømningsfordeler ifølge op findelsen, og fig. 7 er et perspektivisk billede af et kasseformet luftindtagsgitter med en perforeret sideflade og indeholdende en mellemliggende afgrænsningsvæg af en strøm-10 ningsfordeler ifølge opfindelsen.

I fig. 1 - 3 er der vist en strømningsfordeler i form af en perforeret og profileret plade 1, som danner en a.f.grænsningsvæg i et trykkammer. Trykkammeret er endvidere afgrænset af en bagvæg 2, to sidevægge 3 og en bund-15 væg 4. En strøm af et medium, som kan være luft, tilfø res trykkammeret i retningen af en pil F.

Den profilerede plade 1, der danner trykkammerets forreste afgrænsningsvæg, består i det væsentlige af plane frontpartier la og profilpartier eller ansatspartier lb, 20 der strækker sig på tværs af retningen for strømmen af nævnte medium, og som tilsammen danner et trinarragement, hvorved pladens kant får en savtakformet kontur. I pladens i det væsentlige plane vægpartier la findes et antal åbninger lc nær profil- eller ansatspartierne lb.

25 Profilpartierne lb, der strækker sig ind i mediets strøm ningsbane F, tjener som afbøjningsorganer, som inddeler hovedstrømmen i et antal delstrømme, som afgår fra trykkammeret på tværs af strømningsretningen F til væggens 1 modstående side gennem åbningerne lc.

30 Profilpartiernes lb bredde eller længde svarer til af- 8

DK 153808 B

standen mellem trykkammerets to sidevægge, dvs. er den samme som pladens 1 fulde bredde. Profilsektionerne eller -ansatserne er også i det væsentlige plane eller glatte og strækker sig ind i hovedstrømmens bane under dan-5 nelse af en vinkel på ca. 90° med denne strøms retning.

Profilsektionerne lb ligger umiddelbart nedstrøms for åbningerne lc. I praksis må den korteste afstand mellem et profilparti lb og en naboåbnings kant ikke overstige 1/10 af partiets bredde på tværs af hovedstrømmen. Den-10 ne bredde skal igen være mindst lige så stor som åbnin gens lc højde parallelt med hovedstrømmen F. Hvis disse krav ikke er opfyldt, opstår der en ujævn strømningsfordeling.

Alle delstrømmene f, der afgår gennem åbningerne lc, har 15 indbyrdes samme størrelse. Det stykke, som profilparti erne lb rager ind i hovedstrømmens bane, svarer til eller er større end åbningernes lc højde, dvs. åbningernes udstrækning parallelt med hovedstrømmens retning F.

Den i fig. 2 viste udførelsesform svarer til den i fig.

20 1 viste, med den vigtige undtagelse, at der er færre åbninger lc, og at disse er længere, dvs. langstrakte i større eller mindre grad, eller er ovale.

Fig. 3 viser en del af fig. 1 i større målestok og illustrerer, hvordan mediumhovedstrømmen, når den rammer 25 de respektive profilpartier lb, der tjener som afbøj ningsorganer, inddeles i et antal delstrømme, som afbøjes 90° i forhold til hovedstrømmens F retning og ledes til pladens 1 anden side gennem åbningerne lc.

Fig. 4 og 5 er perspektiviske snitbilleder af to modifi-30 cerede udførelsesformer for et trykkammer, der på den ene side afgrænses af en strømningsfordeler ifølge op- 9

DK 153808 B

findelsen. I den i fig. 4 viste udførelses form har strømningsfordeleren form som en plade med indadbøjede korru-geringer IB og åbninger lc. Korrugeringerne IB er udformet umiddelbart ved de respektive åbninger lc og ra-5 ger ind i mediumhovedstrammens bane nedstrøms for de respektive åbninger. Den øvre flade lb af de respektive korrugeringer IB i fig. 4 kan have en mindre krumning end den øvrige del af korrugeringen og svarer til afbøjningsorganerne 16 i de i de tidligere figurer viste 10 udførelsesformer. I udførelsesformen i fig. 4 danner hvert profilparti eller afbøjningsorgan lb en vinkel på fra ca. 100 til 110° med hovedstrømmens retning F.

I praksis kan denne vinkel have en maksimal værdi på 120°. Hvis vinklen er større, fordeles strømmen på en 15 sådan måde, at mediumstrømmen gennem åbningerne lc bli ver ujævn, dvs. delstrømmene har en indbyrdes forskellig størrelse.

I udførelsesformen i fig. 5 er pladen 1 forsynet med ud-adbøjede korrugeringer IB. I dette tilfælde dannes afbøj-20 ningsorganet af korrugeringens nedre flade ved en respek tiv åbning umiddelbart nedstrøms for korrugeringen og er analogt med profilpartiet lb i de tidligere udførelsesformer. I den viste udførelsesform danner denne nedre flade på de respektive korrugeringer en vinkel på om-25 kring 100° med mediumhovedstrømmens retning F, men kan dog også danne en vinkel på op til 120°.

Fig. 6 og 7 er perspektiviske afbildninger delvis i snit af to anvendelser af strømningsfordeleren ifølge opfindelsen. Fig. 6 viser således en varmluftsovn 5, f.eks.

30 til bagning af boller 6.

Ved hjælp af blæsere 7 sendes en strøm F af varm luft til et kammer 8, der er afjgrænset på den ene side af en perforeret væg omfattende en profileret plade 1 med spal-

10 DK 153808 B

teåbninger lc og med den i fig. 2 viste generelle udformning.

Ved dette arrangement opnås en yderst jævn fordeling af den cirkulerende varme luft, så at bollerne 6 bages ens-5 artet uanset deres stilling i ovnen. Det fremgår end videre, at selve strømningsfordeleren har en yderst enkel og billig Udformning, der gør den egnet til masseproduktion .

Den samme enkle udformning kendetegner også strømnings-10 fordeleren i det kasseformede luftindtagsgitter 10, som er vist i fig. 7. Afbøjningsorganerne, som udgøres af pladens 1 profilpartier lb, fordeler jævnt luften, som tilføres via en tilledning 11 til den modstående side af væggen 1 i gitteret 10. Væggen 1 ligger i afstand fra 15 en perforeret ydre sideflade 12 på gitteret 10 og danner således en mellemvæg, som begrænser gitterets luftindtagstrykkammer 13. Når luften forlader den ydre, perforerede sideflade 12 har den en meget lav hastighed. Ved anvendelse af et gitter 10 kan store mængder frisk luft 20 f.eks. ledes til et arbejdssted i støvende omgivelser, uden at der opstår træk.

Industriel anvendelighed

Det er forklaret og vist, at den perforerede og profilerede plade i strømningsfordeleren ifølge opfindelsen kan 25 udformes på flere måder, som i temmelig stor grad afvi ger fra hinanden. Det er endvidere vist, at strømningsfordeleren kan anvendes i et antal forskellige apparat-typer, såsom ovne, ventilationsindretninger, køleapparater, tørreanlæg og fluidiserede lejer. Mange andre så-30 danne apparattyper vil fremgå for fagmanden. I disse ap parater er det fordelte medium som regel en gas, såsom luft. Opfindelsen kan imidlertid også anvendes til for-

u DK 153808 B

deling af fluidummer, dvs. væsker. Strømningsfordelerens generelle udformning vil således være den samme og ligge inden for rammerne af de efterfølgende patentkrav, uanset det håndterede og fordelte medium.

5 I alle forskellige udførelsesformer kan strømningsfor deleren omfatte en aftagelig, perforeret plade, og antallet og størrelsen af åbningerne 1c samt afbøjnings-partiets lb bredde kan variere fra plade til plade, så at de forskellige funktioner, der fra tid til anden kræ-10 ves af en strømningsfordeler, nemt kan opfyldes ved ud skiftning af pladen med en anden.

Claims (9)

1. Strømnings fordeler omfattende en perforeret afgrænsningsvæg for en kanal eller et kammer, der har mindst én yderligere afgrænsningsvæg (2 - 4) og er indrettet 5 til at optage en hovedstrøm (F) af et medium, hvilken førstnævnte afgrænsningsvæg har åbninger (lc), og' nær ved disse placerede afbøjningsorganer (lb), som strækker sig ind i mediets strømningsbane og opdeler hovedstrømmen i et antal delstrømme (f), som afgår til af-10 grænsningsvæggens modstående side gennem åbningerne i en retning på tværs af hovedstrømmens retning, og hvor den hullede afgrænsningsvæg (1) består af en profileret plade (1) med profilpartier eller vægpartier, der danner afbøjningsorganerne og strækker sig på tværs af 15 hovedstrømmens (F) retning, kendetegnet ved, at profilpartierne ligger umiddelbart nedstrøms for en eller flere åbninger (lc) og danner dennes eller disses afbøjningsorganer.

2. Strømningsfordeler ifølge krav 1, kendeteg- 20 net ved, at profilpartierne (lb) er i det væsentli ge plane og strækker sig i det væsentlige langs hele afgrænsningsvæggens bredde eller længde.

3. Strømningsfordeler ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at profilpartierne (lb) på tværs 25 af hovedstrømmen (F) har en udstrækning eller bredde, som svarer til eller er større end udstrækningen eller højden af åbningerne (lc) parallelt med hovedstrømmens retning.

4. Strømningsfordeler ifølge krav 1, 2 eller 3, k e n - 30 detegnet ved, at den korteste afstand mellem et profilparti (lb) og en naboåbnings kant er mindre end DK 153808 B 1/10 af udstrækningen eller bredde af profilpartiet på tværs af hovedstrømmen.

5. Strømningsfordeler ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, kendetegnet ved, at den kor- 5 teste afstand mellem et prtofilparti og en naboåbnings kant er mindre end 1/10 af åbningens højde parallelt med hovedstrømmen.

6. Strømningsfordeler ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at profil-partierne (Ib) danner en vinkel på mellem 90° og 120° med hovedstrømmens retning.

7. Strømningsfordeler ifølge et hvilket som helst af kravene 1-6, kendetegnet ved, at pladen (1) mellem profilpartierne (lb) har i det væsentlige plane partier (la), i hvilke åbningerne (lc) er beliggende, og som strækker sig i det væsentlige parallelt med 15 eller er skråtstillede i forhold til hovedstrømmens (F) retning og danner aftrapninger.

8. Strømningsfordeler ifølge krav 7, kendetegne t ved, at de plane partiers (la) flade er langt større end profilpartiernes (lb) flade.

9. Strømningsfordeler ifølge et hvilket som helst af kravene 1-6, hvor væggen med åbningerne har korruge- 20 ringer eller fordybninger (IB), som buer henholdsvis ind ad eller udad mod og bort fra hovedstrømmen (F), kendetegnet ved, at en i det væsentlige plan del (lb) af korrugeringerne eller fordybningerne (IB) umiddelbart nedstrøms for en åbning (lc) danner profilpartiet.