DK178657B1 - Anordning til montering eller integrering i eller på skorstene eller aftrækssystemer. - Google Patents

Abstract

Kompakt røg- eller luftfortynder til højtemperatur røggas og forurenet luft til at montere i toppen af eller integrere i en skorsten eller et aftrækssystem, som fortynder og spreder højtemperatur røggas eller forurenet luft i atmosfæren, samt sikrer et normativt træk/undertryk defineret ud fra forudgående krav til eller fra tilsluttede funktionsapplikationer bestående af topring, køleenhed/ventilatordel: Kølerør 11, monteret indskudt i køletop 12. Motor 2, monteret i indre kølekop 4. Motorakslen 8, er videreført ud gennem en cirkulær åbning i bunden af indre kølekop 4, i en dimension der tillader køleluft at passere under motoren 2, forbi motorakslen, og ud gennem åbningen til ydre kølekop 5. Mellem bunden på indre kølekop 4, og ydre kølekop 5, er på motorakslen 8, fastmonteret en blæsevinge 9. Gennem et hul i bunden af ydre kølekop 5, videreføres motorakslen 8, hvor der for enden er monteret en blæsevingeholder 7, hvorpå blæsevinge 6, er monteret.

Description

Opfindelsen angår en anordning til montering eller integrering i eller på skorstene eller aftrækssystemer, til fortynding, udkastning og spredning af højtemperatur røggas eller forurenet luft som angivet i den indledende del af krav 1.

Anordningen er af den art, der monteret på toppen af eller i skorstene og aftrækssystemer, består af et rør i en diameter tilnærmelsesvis svarende til en skorstens- eller et aftrækssystems ydre dimension eller størrelse, lige eller buet, materiale, form og farve og som indvendigt kan være foret med et tyndt temperaturbestandigt dæmpende materiale hvori en dobbeltkølet varmebeskyttet ventilatordel er anbragt.

Fra US 4,344,370 Smith et al. kendes en anordning til tagmontage, fortynding og udkast af forurenet luft og gasser ved høj hastighed, som alternativ til en industriel skorsten beregnet til afkast af forurenet luft, og ved hjælp af regulerbare spjæld til skabelse af et variabelt træk afstemt efter volumen af forurenet luft i et aftrækssystem, og hvori der er monteret en elmotor på hvis aksel er monteret en kombinationsblæsevinge bestående af en primær blæsevinge med fanblade som er sammenkoblet med en sekundær blæsevinge til køling af motoren med udefra kommende luft, samt midler til drive forurenet luft i en bestemt retning, hvor køleluft, foruden at tilvejebringe køling af elmotoren, medgår til fortynding af forurenet luft. Denne kendte anordning kan ikke løse de opgaver som nærværende opfindelse påtager sig at løse. Den fra US 4,344,370 kendte anordning er, ifølge beskrivelsen, konstrueret til behandling af forurenet luft skabt under industrielle forarbejdningsprocesser, og er ikke beregnet til behandling af højtemperatur røggas og forurenet luft opstået under forbrændingsprocesser. Begrebet "skorsten" dækker i US 4,344,370 terminologien over et aftrækssystem fra industrielle forarbejdningsprocesser, men dækker terminologisk ikke over en konventionel skorsten, der i materialevalg og krav er konstrueret til at modtage aftræk fra højtemperatur røggasser og forurenet luft skabt fra forbrændingsproducerende eller lignende højtemperatur producerende applikationer. Den fra US 4,344,370 kendte anordning er ifølge beskrivelsen beregnet til montering direkte på en tagflade, og er i dimensioner for stor til montage på en konventionel skorsten eller aftrækssystem. Den vil ikke kunne udsuge højtemperatur røggasser, da motoren kun er forsynet med sædvanlig køling for motorer i lukkede rum. Centrifugalvingen er ubeskyttet mod ansamling af sod og tjærepartikler som under kortvarigt brug sætter sig fast på vingerne med deraf følgende væsentlig nedsat kølefunktion.

Konstruktionen giver et billigere og mere attraktivt afkast eller ventilationssystem end et konventionelt aftrækssystem med tilsvarende højde. Det tillades ikke i Skandinavien, EU, USA, Canada og Australien at tilslutte fastbrændselsfyrede ildsteder til denne form for anordning som erstatning for en skorsten, idet konstruktionen medfører direkte brand og forgiftningsfare. US 4,344,370 fokuserer på afkasthastighed af forurenet luft til kompensering for højden fra et aftrækssystem i modsætning til foreliggende ansøgning, som fokuserer på varmebeskyttelse af anordningen samt fortyndet volumen fra en skorsten der modtager højtemperatur røggas eller forurenet luft.

Fra Exodraft RSV kendes en hastighedsregulerede anordning, der dog har den ulempe, at der ikke opnås et fast foruddefineret træk, udnyttelse af anordningens fulde kapacitet til fortynding eller spredning af røg eller forurenet luft, når anordningen er indrettet til vilkårlig regulering af hastigheden efter brugers behov. Det er ligeledes en klar ulempe, at den af Exodraft RSV kendte anordning er monteret på en mineraluldsmåtte anbragt mellem anordningen og toppen af aftrækssystemet, hvilket forhindrer luft i at trænge ind under anordningen til fortynding af højtemperatur røggasser. Det er ligeledes en klar ulempe, at den af Exodraft RSV kendte anordning alene ikke er indrettet til at skabe et fast foruddefineret træk uden tilslutning af eksternt tilbehør i form af en måle- og styreenhed til regulering af trækket. Det er en klar ulempe, at fortynding ikke kan ske uden montering af ekstra tilbehør i form af en eftermonteret flange i toppen af aftrækssystemet samt montering af afstandsbolte, således at der tilføres falsk luft ind under anordningen. Det er ligeledes en klar ulempe, at Exodraft RSV ved nedregulering af hastigheden og dermed trækket i aftrækssystemet, ikke kan udnytte ventilatordelens fulde kapacitet til at skabe størst mulig køling, fortynding og spredning. På den af Exodraft RSV kendte anordning er aksialvinger og motordel adskilt af en plade, hvis formål er at forhindre overophedning af motoren fra den opadstigende varme røggas, samt skærme motoren i et motorhus som køles direkte af udeluft gennem små åbninger i siderne. Pladens størrelse dækker et areal større end aksialvingernes areal lige over røg- eller luftstrømmen. Pladens placering over aksialvingerne medfører et relativt stort kapacitetstab. Aksialvingerne er udført i en vægtmæssig tung konstruktion, hvilket medfører relative høje krav til motoreffekt. Tages det i betragtning, at det for at tilvejebringe en fornøden kapacitet for at opnå både træk, fortynding og spredning, og af hensyn til at drive en vægtmæssig tung aksialvinge er nødvendigt at anvende en anordning med en motor større end beregnet, er det en klar ulempe, at det medfører en mangedobling af energiforbruget.

Ved de fra Kutzner und Weber, Injekt og Termatech ens kendte anordninger som anvender ejektorprincippet til at kaste røg op i luften, er det en klar ulempe, at konstruktionen i kraft af den åbne top ikke er indrettet til montering på skorstene eller aftrækssystemer, hvor der ikke må trænge nedfalden nedbør ned i tilsluttede funktionsapplikationer. Taget i betragtning, at et stort antal brugere af de tilsluttede funktionsapplikationer netop er tilsluttet direkte i bunden af et aftrækssystem, er det en klar ulempe, at nedbør kan forårsage ødelæggelse i dele af funktionsapplikationen. Der findes dog eftermontérbart tilbehør i form af en regnhætte, der anbringes over toppen på anordningen, således at der ikke trænger nedfalden nedbør ned i den tilsluttede funktionsapplikation, men det er en klar ulempe, at anordningen således ikke samtidigt kan anvende ejektorprincippet med lodret afkast, da regnhætten ved dens placering over toppen forhindrer anordningens tilsigtede ejektorvirkning. Ved den af Kiitzner und Weber, Injekt og Termatech kendte hastighedsregulerede anordning er det en klar ulempe, at der ikke kan opnås et fast foruddefineret træk og udnyttelse af anordningens fulde kapacitet til fortynding eller spredning, når hastigheden på motoren reguleres vilkårligt efter brugers behov.

Der eksisterer således et behov for en med hensyn til fast træk, fortynding, lodret spredning, nedfalden nedbør og energiudnyttelse tidssvarende anordning til udnyttelse af motorens fulde effekt og især til at modstå højtemperatur røggasser og forurenet luft der opfylder miljøkrav, brugsværdi og krav til sikkerhed og design. Dette behov imødekommes med en anordning der er udformet som angivet i den kendetegnende del af krav 1.

Opfindelsen angår således en mekanisk dobbeltkølet anordning til højtemperatur røggas og forurenet luft beregnet til at skabe et fast normativt eller variabelt træk i skorstene og aftrækssystemer, hvor træk eller undertryk er ustabilt/ringe, samt ved drift at skabe en opblanding af luft/højtemperatur røg eller forurenet luft og sprede disse opad i atmosfæren aksialt i rørets længderetning fra en skorsten eller et aftrækssystem hvilken enhed fra toppen omfatter en topring med afskærmning samt kort kæde eller wire fastgjort på ydersiden, derefter et rør, i hvilket der er monteret en dobbeltvirkende køleenhed med en ventilatordel, i det følgende kaldet køleenhed/ventilatordel, og som er beskyttet mod høje temperaturer og partikler.

Anordningen ifølge opfindelsen kan monteres på toppen af, eller integreres i skorstene eller aftrækssystemer, og består af en dobbeltkølet ventilatordel anbragt indvendigt i et rør i en størrelse tilnærmelsesvis svarende til et skorstens- eller et aftrækssystems ydre dimension, materiale, buet eller lige, form og farve, og som indvendigt er foret med et tyndt resonansdæmpende højtemperaturbestandigt materiale.

Ventilatordelen/køleenheden kan som separat del være indbygget i fremmede skorstens-/aftrækssystemer og funktionsapplikationer. Røret er fremstillet af metal eller andet egnet materiale. Røret kan have en form der tilnærmelsesvis er rund eller kantet, buet eller lige, så enheden kan tilpasses alle skorstene og aftrækssystemer. I toppen af røret, er anbragt en køleenhed/ventilatordel, hvori en motor er monteret i selvstændigt kølede varmebeskyttelseskopper. I køleenheden/ventilatordelen er anbragt udliggende kølerør, der i den udadvendte ende rager udenfor eller flugter med røret, og i den indadvendte ende i køleenhed/ventilatordel ender i et luftindtag over, under eller ved motoren. Motoren er fastgjort i en indre kølekop, hvorigennem akslen fra motoren er videreført ud gennem et kølehul i bunden af den indre kølekop. Under den indre kølekop er akslen påmonteret en justérbar blæsevinge i en dimension tilnærmelsesvis svarende til diameteren på bunden af den indre kølekop, og en højde tilnærmelsesvis svarende til blæsevingen plus fornøden arbejdsfrihøjde mellem top og bund af indre og ydre kølekop. Den indre kølekop indeholdende motor, og blæsevinge placeret udvendigt, er anbragt nede i en ydre kølekop, i en størrelse der tillader optimal mængde køleluft at passere imellem bund og sider af indre og ydre kølekop, og ud gennem toppen af den ydre kølekop via et mellemrum under topflangen af den indre kølekop og den ydre kølekop. Under den ydre kølekop gennem et hul i bunden til akslen, er for enden af akslen på en adapter også monteret en blæsevinge.

Under blæsevingerne er monteret en varmebeskyttelsesplade anbragt i stivere, der hviler i regulérbare eller faste holdere på indersiden af røret, på flangen eller på ringene. Røret er monteret på en fast eller udskiftelig nedbørafledene flange påmonteret et nedadvendt rør i en dimension, der ved hjælp af tilpasningsringe eller tilpasningsholdere kan føres ned i alle gængse skorstensløb, eller aftrækssystemer. Hullet i flangen kan justeres, således at trækket i skorstenen eller aftrækssystemet kan reguleres efter behov. Varmebeskyttelsespladen har til formål at danne første varmebeskyttelsesbarriere til beskyttelse at motorenheden samt aflede partikler fra den varme røggas eller forurenede luft, og bortlede nedfalden nedbør fra at trænge videre ned i skorstenen eller aftrækssystemet.

Ved opfindelsen tilvejebringes en anordning, der designmæssigt i størrelse form og farve indgår som en naturlig del af, eller i en stålskorsten, eller som en mindre synlig del indgår i størrelse, form og farve som en naturlig del på eller i en muret skorsten eller et aftrækssystem, hvilken anordning skaber et fast træk eller undertryk fra de af en fabrikant eller myndighed fastsatte krav til skorstene og aftrækssystemer tilsluttet funktionsapplikationen. Højtemperatur røggas eller forurenet luft fortyndes, og blæses ovenud for større spredning i atmosfæren. Energiforbruget er grundet konstruktion og valg af intelligent motorstyring meget lavt. Nedfalden regnvand kan ikke trænge ned i skorstenen eller aftrækssystemet og forårsage ødelæggelser i tilsluttede funktionsapplikationer. Ved den med luft opblandede højtemperatur røggas eller forurenede luft nedsættes temperaturen omkring køleenheden/ventilatordelen, og grundet køleenhedens-/ventilatordelens konstruktion med varmebeskyttelsesrum, reduceres motorens temperatur yderligere til et for motorens vedkommende acceptabelt driftsniveau. For at undgå overophedning af motoren ved udebleven manuel opstart, er der som motorbeskyttelse i køleenheden/ventilatordelen anbragt en eller flere følere, der starter motoren, når temperaturen overstiger en given temperatur. Samme føler (-e) starter motoren, når røg- eller luftfortynderen ved kraftig solpåvirkning ophedes til en given temperatur, således at kritiske motordele uden for normal drift nedkøles til acceptabelt temperaturniveau, hvilket forlænger motorens levetid.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved designmæssigt og konstruktionsmæssigt at anvende materialer, størrelse, form og farve som tilnærmelsesvis tilpasses den skorsten eller det aftrækssystem anordningen skal påmonteres på eller i. Funktionsmæssigt er opfindelsen dels kendetegnet ved, at der i toppen af røret, monteret i en topring, er anbragt en afskærmning som forhindrer fugle i at falde ned i røret, og forhindrer kontakt med roterende dele. Topringen med afskærmning kan være påmonteret en kort kæde eller wire som er fastgjort på ydersiden af røret, i hvilken topringen med net kan hænge i ved servicering.

Under topringen kan køleenhed/ventilatordel være fastgjort på røret med varmemodstandsdygtigt vibrationsdæmpende absorbere fastgjort på røret, eller køleenhed/ventilatordel er fastgjort på afskærmningen som anbringes hængende i toppen af røret. Elkablet fra motordelen er påmonteret et multistik med mulighed for tilslutning af en eller flere styre-, måle- eller følerenheder i køleenheden/ventilatordelen. Styre-, måle- eller følerenhederne er anbragt på et eller flere kritiske eller strategiske steder i køleenheden/ventilatordelen. Elkablet føres ud gennem et kølerør, og ned langs røret til en beskyttelsesafbryder som afbryder motoren, når anordningen skal renses eller vedligeholdes eller er ført til konnektorer for enden af et eller flere kølerør, hvis formål er, at afbryde strømmen når køleenhed/ventilatordel løftes fri af konnektorerne i forbindelse med service. Under køleenheden er en fast eller udskiftelig flange med udadvendt hældning til afledning af nedbør, og påmonteret et nedadvendt rør i en dimension, der ved hjælp af tilpasningsringe kan føres ned i alle gængse størrelser af skorstene eller aftrækssystemer. Under anordningen der ligger an mod skorstenens- eller aftrækssystemets top, er anbragt et vibrationsdæmpende materiale/tætningsring som reducerer resonans, vibrationer og indtrængende nedbør.

Funktionsmæssigt er opfindelsen dels kendetegnet ved, at køleenhedens køleluft suges ind gennem et eller flere udliggende kølerør, og ind i et luftindtag monteret på den indre kølekop hvori den øvre del af motorhuset befinder sig. Køleluften køler motorhuset, tvinges herefter nedad mellem motorhusets ydre sider og væggen på indre kølekop. Køleluften føres videre ned under motorhuset, ud gennem en åbning i bunden af indre kølekop, og ud i ydre kølekop hvor køleluftblæservingen påsat motorakslen tvinger køleluften ud i et varmebeskyttelsesrum under bunden af indre kølekop og bunden af ydre kølekop, og op ad siderne mellem ydervæggene af indre og ydre kølekopper. Køleluften munder herefter vandret ud i et mellemrum mellem indre og ydre kølekoppers topflange i toppen under luftindtaget og ud i den opblandede atmosfæriske luft/højtemperatur røg eller forurenede luft som kommer fra blæservingen under køleenheden/ventilator-delen. Køleenheden-/ventilatordelens særlige konstruktion og valg af intelligent motortype gør, at køleenheden/ventila-tordelen kan tilpasses forskellige størrelser af rør og herved ændre den samlede enheds kapacitet og energiforbrug ved blot at forlænge kølerør og udskifte blæsevingens størrelse afhængig af kravene til størrelse/funktion af skorstene og aftræk og/eller krav til tilsluttede funktionsapplikationer. I en udførelsesform er toppen af anordningen udformet indsnævret som en dyse for at øge hastigheden på afkastet tilnærmelsesvis som en ejektorvirkning. I en anden udførelsesform er køleenheden/ventilatordelen anbragt under ophænget(opadvendt), hvor motordelen er fastgjort i en enkelt- eller dobbeltkølet køleenhed/ventilatordel med kølerør der samtidigt virker som ben anbragt på/ved flangen eller hængende i røret. I en tredje udførselsform er der før og/eller efter ventilatordelen anbragt en filteranordning, der har til formål at rense røggassen eller den forurenede luft for uønskede emner. Filteranordningen er fremstillet af metal, keramisk materiale eller af polymert materiale egnet til formålet. Ligeledes kan pore- eller maskestørrelsen i filteret varieres afhængigt af formålet, ligesom et væskebad, en elektrostatisk eller ionbyttende applikation kan indgå som filter. I en fjerde udførelsesform er der i enheden anbragt to ventilatorer, mellem hvilke, der er anbragt en filteranordning, hvis formål er at rense røggassen eller den forurenede luft for emner. I en femte udførselsform er der monteret sensor- og måletekniske applikationer til styring, registrering, melding, sikkerhed, logning og kommunikation.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til figur 1 og 2

Fig. 1

Snittegning af køleenhed/ventilatordel: Kølerør 11, monteret indskudt i køletop 12, der på afstandsgevind 13, påsvejst ydre kølekop 5, fastholder både indre kølekop 4, og ydre kølekop 5. Motor 2, er monteret i indre kølekop 4, ved hjælp af gevindafstandstykker 14, fæstnet på motor 2, og i bund af indre kølekop 4, ved hjælp af skruer. Motorakslen er ført igennem en større cirkulær åbning i bunden af indre kølekop 4, i en dimension der tillader køleluft at passere under motoren 2, og videre ud gennem åbningen til ydre kølekop 5. Mellem bunden på indre kølekop 4, og ydre kølekop 5, er på motorakslen fastmonteret en blæsevinge 9, som suger køleluften igennem den indre kølekop 4, hvori motoren 2, er placeret, og presser køleluften videre ned gennem åbningen i bunden af den indre kølekop 4, og ud i varmebeskyttelsesrum mellem den indre kølekop 4, og den ydre kølekop 5, til blæsevingen 9, der er anbragt på den gennemgående motoraksel 8, i varmebeskyttelsesrummet af indre kølekop 4, og ydre kølekop 5. Køleluften presses via blæsevingen 9, videre ud i varmebeskyttelsesrummet mellem indre kølekop 4, og ydre kølekop 5, og opad siderne mellem væggene af indre kølekop 4, og ydre kølekop 5. Køleluften munder herefter ud i mellemrummet mellem indre kølekop 4, og ydre kølekop 5, i toppen under kølerørene 11, i køletoppen 12, og ud i den opblandede atmosfæriske luft/røg eller forurenede luft som blæser fra blæsevingen 6. Gennem et hul i bunden af ydre kølekop 5, videreføres motorakslen 8, hvorpå der for enden er monteret en blæsevingeholder 7, hvormed blæsevingen 6, er fastgjort ved hjælp af en skrue, som er ført gennem blæsevingens 6, og bæsevingeholderens 7, centrum, og op i et indvendigt gevind i motorakslen.

Fig.2.

Snittegning af anordningen, som består af: rør 1, monteret med topring 16, ved hjælp af flige 17, til fastgørelse på røret 1, ved hjælp af skruer. Slidser 18, i toppen af røret 1, til nedsænkning af kølerør 7, fra køleenhed/ventilatordel. Under køleenhed/ventilatordel er på en varmefordelingsplade 19, fastmonteret et sikkerhedsgitter 20. Den nederste del af røret 1, er perforeret af luftindtag 15, til indsugning af fortyndingsluft. Røret 1, er forneden fastgjort på en udskiftelig bundflange 21, ved hjælp af hængsel 22, og en gennemgående hængselbolt 23.

Claims (13)

1. Anordning til montering eller integrering i eller på skorstene eller aftrækssystemer til fortynding, udkastning og spredning af højtemperatur røggas eller forurenet luft, bestående af et rør 1, som har et indløb for varm forurenet luft, og et indløb for køleluft til en motor 2, samt et luftindtag 15, og hvor røret 1, har et udløb for blandingen af atmosfærisk luft og varm forurenet luft, hvor motoren 2, er placeret i et motorrum 3, afgrænset af en indre kølekop 4, inde i røret 1, og med en blæsevinge 6, på motorakslen 8, til bevægelse af nævnte luftblanding, og en blæsevinge 9, til bevægelse af køleluft fra omgivelserne til motorrummet 3, og videre kendetegnet ved; at den indre kølekop 4, er omgivet af yderligere en ydre kølekop 5, til dannelse af et selvstændigt kølet varmebeskyttelsesrum 10, fra hvilket varmebeskyttelsesrum 10, køleluft passerer ud til den nævnte luftblanding, og som ved drift ikke tillader indtrængen af højtemperatur røg, gas eller partikler, og i hvilket varmebeskyttelsesrum 10, blæsevingen 9, er anbragt.

2. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved; at motoren 2, er forsynet med en eller flere blæservinger 6, til, at flytte og fordele højtemperatur røg og eller forurenet luft, og er beskyttet af en varmefordelingsplade 19.

3. Anordning ifølge krav 1-2, kendetegnet; ved at der i anordningen indgår en eller flere elektriske komponenter til styring, registrering, melding, sikkerhed, logning og kommunikation.

4. Anordning ifølge krav 1-3, kendetegnet ved; at anordningens top er forsynet med en afskærmning.

5. Anordning ifølge krav 1-4, kendetegnet ved; at anordningen er forsynet med en afskærmning ved luftindtaget 15.

6. Anordning ifølge krav 1-5, kendetegnet ved; at der i anordningen før og eller efter ventilatordelen er anbragt en filteranordning.

7. Anordning ifølge krav 1-6, kendetegnet ved; at der i enheden kan være anbragt en eller flere blæservinger, hvori der mellem disse blæservinger 6,9 kan være anbragt en filteranordning.

8. Anordning ifølge krav 1-7, kendetegnet ved; at røg eller luftfortynderen har en ydre cylindrisk form eller en ydre form, som er tilpasset den skorsten eller det aftrækssystem, hvorpå eller hvori røg- eller luftfortynderen monteres.

9. Anordning ifølge krav 1-8, kendetegnet ved; at der i toppen af røret 1, monteret i en topring 16, er anbragt en afskærmning.

10. Anordning ifølge krav 9, kendetegnet ved; at topringen 16, med afskærmning er påmonteret en ophængningskæde eller wire som er fastgjort på ydersiden af røret 1.

11. Anordning ifølge krav 1-9 , kendetegnet; ved at der indvendigt i røret 1, er anbragt et resonansdæmpende materiale.

12. Anordning ifølge krav 1-9 og 11, kendetegnet; ved at der i køleenheden-/ventilatordelen er anbragt udliggende kølerør 11, der i den udadvendte ende rager udenfor eller flugter med røret 1.

13. Anordning ifølge krav 1-9 og 11-12, kendetegnet ved; at der i den indadvendte ende i køleenheden-/ventilatordel er anbragt udliggende kølerør 11, der ender i en køletop 12, over eller ved motoren 2.