FI123890B - Laite tulisijan hormin yhteydessä lämmönvaraamisen tehostamiseksi - Google Patents

Description

LAITE TULISIJAN HORMIN YHTEYDESSÄ LÄMMÖNVARAAMISEN TEHOSTAMI

SEKSI - ANORDNINGI SAMBAND MED RÖKKANAL AV EN ELDSTAD FÖR

EFFEKTIVERING AV VÄRMEACKUMULERING

5 KEKSINNÖN ALA

Keksintö liittyy laitteeseen tulisijan hormin yhteydessä lämmönvaraamisen tehostamiseksi.

KEKSINNÖN TAUSTA

10 On tunnettua, että varsinkin pientulisijojen, kuten takkojen, liesien, leivinuunien ja sau nan kiukaitten, käytössä suuri osa lämmöstä karkaa niin sanotusti taivaan tuuliin. Näin tapahtuu, koska palamisen kiihtyessä vähitellen sytytyksen jälkeen ja savukaasujen lämpötilan noustessa veto hormissa nousee ja savukaasut poistuvat siitä nopeasti vieden samalla suuren osan lämmöstään ilmakehään.

15 Tavallinen menettelytapa pellillä varustettua tulisijaa käytettäessä onkin, että pelti ava taan ensiksi uunia sytytettäessä kokonaan tai lähes kokonaan, jotta tulipesään saadaan suuri ilmanvaihto, ja kun polttopuu tai muu polttoaine on syttynyt kunnolla, peltiä säädetään pienemmälle, jotta lämpöä karkaisi nopeasti poistuvien kuumien savukaasujen mukana vähemmän. Vedon säätäminen tulipesässä tällä tavalla lähellekään lämmön talteenoton kannalta 20 optimaalista säätöä on kuitenkin mahdotonta, koska käytännössä joudutaan ensisijaisesti huolehtimaan siitä, että veto tulipesässä on riittävän suuri, jotta savukaasut varmasti poistuvat ja palaminen pysyy riittävän voimakkaana.

Edellä sanottuun viitaten on selvää, että tulipesien energiatehokkuutta voitaisiin merkit-tävästikin parantaa, jos vetoa hormissa pystyttäisiin säätelemään niin, että sitä hillittäisiin 25 palamisen ja savukaasujen poistumisen voimistuessa ja vastaavasti lisättäisiin, jos palaminen

CO

g alkaa hiipua. Tällainen säätö olisi tietenkin mahdollista kehittää nykyaikaisen tekniikan: sopi- c\] ^ vien antureiden, mittalaitteiden, säätöelektroniikan ja toimilaitteiden, avulla. Tavanomaisia ° pientulisij oj a aj atellen tällaisesta ratkaisusta tulisi kuitenkin esimerkiksi laitekustannuksista, O) ° tarvittavista asennuksista sekä turvallisuusvaatimuksista johtuen aivan liian kallis.

X

£ 30 Voitaisiin ajatella myös yksinkertaisempaa ratkaisua, jossa tulipesä ja hormi varustetaan o lämpötiloja ja vetoa mittaavilla laitteilla, ja tulisijan käyttäjä säätäisi sitten vetoa tarpeen o mukaan käsin. Tällainen ratkaisu edellyttäisi kuitenkin käyttäjältä tulisijan jatkuvaa tarkkailua o ja olisi siksi käyttäjälle sekä erittäin työläs että varmasti myöskin vaikeasti hallittava.

Vielä eräänä mahdollisuutena voitaisiin ajatella hormiin sen poikkisuuntaiselle akselille 35 kääntyvästi asennettavaa levyä, joka olisi olennaisesti virtauksettoman tilan vallitessa sovitettu asettumaan hormissa olennaisesti sen suuntaiseksi ja virtauksen kasvaessa kääntymään 2 automaattisesti kattamaan virtauksen voimakkuuteen suoraan verrannollinen osa hormin poikkileikkauksesta. Tämäntapaisia ratkaisuja on itse asiassa esitettykin.

Julkaisussa GB 1021485 on esitetty ratkaisu, jossa hormiin on vedon säätämiseksi asennettu kääntyvästi suora laippa, joka on varustettu toisaalta erillisellä painolla ja toisaalta myös 5 erillisellä vastapainolla toimimaan edellä kuvatulla tavalla.

Julkaisussa US 1672758 esitetään pitkälle samankaltainen ratkaisu, jossa suora säätöpelti on varustettu toisaalta siihen ja lepotilassa hormin suuntaan nähden poikkisuuntaisella lisälevyllä ja toisaalta kääntymisakselin toiseen päähän hormin ulkopuolelle sijoitetulla vivulla ja vastapainolla.

10 Näiden ratkaisujen ongelmana on niiden rakenteiden mutkikkuus verrattuna esimerkiksi tavanomaiseen vedonsäätöpeltiin. Niiden asentaminen esimerkiksi tavanomaisiin hormeihin jälkikäteen olisi erittäin hankalaa.

Julkaisussa FI733803 on esitetty lähinnä öljypolttimen yhteydessä käytettäväksi tarkoitettu, yhdestä suorasta levystä muodostuva sulkupelti, joka on laakeroitu hormin sisään epä- 15 keskeisesti ja mitoitettu niin, että se asettuu lepotilassa noin 45 asteen kulmassa hormin suuntaan nähden sulkemaan hormin. Polttimen käynnistyspaine ja savukaasujen virtaus avaa-vat pellin ja pitävät sitä auki sitä enemmän, mitä voimakkaampi virtaus on. Tällä ratkaisulla ei voi toteuttaa sellaista säätelyä, joka keksinnön mukaisella ratkaisulla on tarkoitus toteuttaa.

20 YHTEENVETO KEKSINNÖSTÄ

Keksinnön tarkoituksena on esittää lämmönvaraamisen tehostamiseksi ja energian säästämiseksi tulisijan hormin yhteydessä tunnettuja ratkaisuja yksinkertaisempi ratkaisu, joka suuressa määrin poistaisi edellä kuvatut ongelmat.

Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteelle tulisijan hormin 25 yhteydessä lämmönvaraamisen tehostamiseksi, joka laite käsittää hormiin sen poikkisuuntai- ” selle akselille kääntyvästi asennettavan levyn, joka on sovitettu olennaisesti virtauksettoman o ^ tilan vallitessa asettumaan hormissa olennaisesti sen suuntaiseksi ja virtauksen kasvaessa 00 o kääntymään kattamaan virtauksen voimakkuuteen suoraan verrannollinen osa hormin poikki- o leikkauksesta, jolloin sanottu sovittaminen on toteutettu pelkän levyn avulla siten, että se on | 30 kauttaaltaan samaa ja samanpaksuisia levymateriaalia ja käsittää akselin molemmin puolin 0 osalevyt, joista ensimmäinen on toista pinta-alaltaan suurempi ja painavampi, ja sille on tun- tJ- g nusomaista, että sanottujen osalevyjen välinen kulma on pienempi kuin 180 astetta.

Eräässä suoritusmuodossa ensimmäinen levy on 30 - 60 % toista suurempi ja painaen vampi.

35 Osalevyjen välinen kulma voi olla 120-160 astetta.

3

PIIRUSTUSTEN LYHYT KUVAUS

Keksintöä selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joista: kuvio 1 esittää esimerkin keksinnön mukaisesta laitteesta tulisijan hormiin asennettuna, kuvio 2 keksinnön mukaista laitetta hormin suunnasta ylhäältä katsottuna, 5 kuviot 3(a) - 3(d) havainnollistavat keksinnön mukaisen laitteen toimintaa, kuviot 4 ja 5 esittävät esimerkkejä keksinnön mukaisen laitteen perusosan, kääntyvästi asennettavan levyn, mahdollisista rakenteista ja muotoilusta, kuvio 6 esittää vielä erään esimerkin keksinnön mukaisen laitteen toteutuksesta ja kuviot 7 ja 8 havainnollistavat kaavamaisesti kuvion 6 mukaisen toteutuksen toimintaa ja 10 käyttöä.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Keksinnön mukainen laite voi olla kuviossa 1 esitetyn kaltainen. Kuviossa esitetään kaavamaisesti tiilistä tai vastaavista 1 valmistettu hormi 2, johon laite on asennettu. Laitteen 15 perusosa levy 3 käsittää putkimaisen tai holkkimaisen osan 6 ja sen molemmin puolin levy-osat 3 A ja 3B. Kahvalla 5 varustettu varsi 4 kulkee putkimaisen osan 6 läpi, ja sen toista päätä varten on hormin sisäseinässä syvennys 7. Varren kahvan puoleisessa hormin seinämässä on samantapainen levyn 3 mukaisesti muodostettu aukko (ei ole esitetty) kuin tavanomaista peltiä varten tehty aukko. Varsi 4 ja levyn 3 putkiosa 6 voidaan varustaa vastaavilla lovilla ja 20 ulokkeilla tai muilla sentapaisilla jäljestetyillä, että varsi saadaan lukkiutumaan levyyn 3, jolloin se saadaan tarvittaessa, esimerkiksi nuohouksen ajaksi, vedetyksi sanotan aukon kautta ulos hormista. Levy voidaan ottaa pois hormista myös esimerkiksi kesäajaksi, jolloin voidaan esimerkiksi pitää takassa tulta mutta ei välttämättä haluta maksimaalista lämmön varausta. Tässä esimerkissä levy 3 voi pääsee kääntymään vapaasti akselilla, jonka varsi 4 muo-25 dostaa.

^2 Kuviot 3(a) - 3(d) havainnollistavat laitteen toimintaa hormissa 2 levyn 3 kääntymisak- o ^ selin suunnasta katsottuna. Levy 3 on muotoiltuja painotettu siten, että osa 3 A on selvästi o suurempi ja painavampi kuin osa 3B. Osan 3 A leveys voi olla esimerkiksi 40 - 50 % suu- o rempi kuin osan 3B leveys. Levyt eivät ole myöskään samassa tasossa, vaan niiden välinen

Er 30 kulma voi olla esimerkiksi luokkaa 150 astetta.

0_ 0 Kun hormissa 2 ei ole lainkaan vetoa kuvion 3(a) tapauksessa, niin levy asettuu tällaisilla § osien 3 A ja 3B välisillä suhteilla painovoiman vaikutuksesta kuviossa esitettyyn asentoon.

C\J

£ Tämä on edullista, koska tulta tulipesään sytytettäessä on hyvä, että hormi on kokonaan auki.

00 Kuvioissa 3(b) - 3(d) esitetään kaavamaisesti, miten levy 3 kääntyy vedon hormissa kasva- 35 essa nuolien Bl, B2 ja B3 havainnollistamalla tavalla niin, että kun veto on voimakkaimmillaan kuviossa 3(d), niin levy 3 on kääntynyt yleisesti ottaen vaakasuoraan asentoon, jossa se 4 hillitsee vetoa hormissa kaikkein eniten. Vedon pienetessä levy 3 kääntyy sitten vastaavasti takaisin ja sallii taas vedon taas mahdollisesti myöskin kasvavan, jolloin se taas kääntyy hillitsemään vedon kasvua. Tällä tavalla levy 3 säätelee automaattisesti vetoa hormissa ja erityisesti pienentää vetoa silloin, kun se kasvaa palamisen kannalta tarpeettoman suureksi, jolloin 5 se samalla säästää tulipesän käytössä hormin kautta ilmakehään häviävää energiaa.

Kuvio 2 havainnollistaa levyn 3 mitoitusta suhteessa hormiin. Mitoitus on sellainen, että levy kattaa enimmilläänkin vaaka-asennossa ollessaan vain osan hormin poikkileikkauksesta. Näin varmistetaan se, että savukaasut pääsevät kaikissa tilanteissa poistumaan hormin kautta riittävän hyvin. Ohjeena levyn mitoituksessa voi olla esimerkiksi, että se kattaa enimmillään 10 50 % hormin poikkileikkauksesta.

Kuvioissa 4 ja 5 esitetään lähemmin levyn 3 mahdollisia muotoiluja. Kuvion 4 levyt 3A ja 3B ovat suoria, ja mitoitukset ja niiden välinen kulma ovat edellä kuvatun kaltaisia. Kuvion 5 esimerkissä mitoitus on jokseenkin sama, mutta levyn 3’ osalevyt 3 A’ JA 3B’ ovat kaareutuvia. Käytännössä levyt toimivat olennaisesti samalla tavalla.

15 Levyn 3 tulee olla keksinnön mukaisessa laitteessa hyvin kevyt, jotta se toimii tarkoite tulla tavalla. Ensisijainen materiaali levyn valmistukseen on ohut, hyvin kuumuutta kestävä metallilevy. Lähtökohtaisesti mitoitus voi olla sellainen, että osalevyt ovat samasta levystä valmistetut ja painavampi osalevy on noin 50% toista suurempi. Levyjen välinen kulma voi vaihdella esimerkiksi välillä 120-170 astetta. Käytännössä sopiva materiaali ja toimivat 20 paino- ja pinta-alasuhteet ja kulmat tai kaarevuudet joudutaan hakemaan kokeellisesti.

Kuvioissa 6-8 esitetään eräs ratkaisu siihen, miten varmistetaan levyn 3 A, 3B asettuminen hormissa ja pysyminen akselin 4 suunnassa paikallaan hormin keskialueella. Myös tässä tapauksessa osalevyt 3 A ja 3B on kiinnitetty akselilla 4 vapaasti kääntyvään putkiosaan 6. Nyt putkiosassa on kuitenkin levyjen toisella puolella tietyn levyinen aukko 9, ja sen kohdalle on 25 esimerkiksi hitsaamalla kiinnitetty akseliin levy 10, joka on mitoiltaan huomattavasti osale-co vyjä 3 A ja 3B pienempi mutta kuitenkin riittävän suuri ja paksu, jotta sen avulla on mahdol- c3 lista kääntää levy 3 A, 3B hormissa haluttuun asentoon. Levy 10 kääntyy siis nuolten R ja Rl i o osoittamalla tavalla käännettäessä akselia 4 kahvasta 5. Kuten kuvioissa 6-8 esitetään, levy § 10 on edullisesti kahvan 5 suuntainen.

g 30 Kun kuvioiden 6-8 mukainen laite asennetaan hormiin niin, että akselin pää asettuu

CL

esimerkiksi kuviossa 1 ilmenevällä tavalla hormin seinämässä olevaan koloon, niin put- o kiosassa 6 oleva aukko 9 ja siihen sovitettu levy 10 määrittävät levyn 3 A, 3B paikan akselin ^ suunnassa, o 00 Laitetta käytettäessä kahva 5 käännetään kuvion 7 mukaiseen asentoon, jolloin levy 10 35 suuntautuu alaspäin eikä vaikuta olennaisesti mitenkään levyn 3 A, 3B kääntymiseen hormissa virtauksen mukaisesti. Kuviossa 8 puolestaan esitetään, kuinka levy 3 A, 3B voidaan kääntää 5 kahvan 5 ja levyn 10 avulla määrättyyn asentoon esimerkiksi siksi, että se halutaan vetää ulos hormista esimerkiksi nuohouksen ajaksi.

Keksinnön mukainen laite voidaan asentaa uusiin ja myös jo käytössä oleviin tulisijoihin. Paras asennuspaikka katsotaan tapauskohtaisesti. Laite voidaan joissakin tapauksissa 5 asentaa myös suoraan tulisijaan hormin sijasta.

Myös levyn asennus hormiin voi olla muunkinlainen, kuin mitä edellä on esitetty. Eräs mahdollisuus on, että levy on kiinnitetty kääntyvästi jonkinlaiseen kehykseen, joka on mitoitettu hormin poikkileikkauksen mukaisesti.

Levy voi olla myös esimerkiksi verkkomainen rakenteeltaan, tai se voi olla kokonaan tai 10 osittain revitetty. Virtaukseen reagointi ja virtauksen säätäminen voi silloin olla stabiilimpaa kuin levyn ollessa rakenteeltaan yhtenäinen.

Keksintö voi vaihdella oheen liitettyjen patenttivaatimusten määrittelemissä rajoissa.

co δ

CM

CO

o o o

X

X

Q.

o o o

CM

δ

CM

Claims (3)

1. Laite tulisijan hormin yhteydessä lämmönvaraamisen tehostamiseksi, joka laite käsittää hormiin (2) sen poikkisuuntaiselle akselille (4) kääntyvästi asennettavan levyn (3), joka on 5 sovitettu olennaisesti virtauksettoman tilan vallitessa asettumaan hormissa olennaisesti sen suuntaiseksi ja virtauksen kasvaessa kääntymään kattamaan virtauksen voimakkuuteen suoraan verrannollinen osa hormin poikkileikkauksesta, jolloin sanottu sovittaminen on toteutettu pelkän levyn (3) avulla siten, että se on kauttaaltaan samaa ja samanpaksuisia levymateriaalia ja käsittää akselin molemmin puolin osalevyt (3 A, 3B), joista ensimmäinen (3 A) on toista 10 (3B) pinta-alaltaan suurempi ja painavampi, ja on tunnettu siitä, että sanottujen osalevyjen (3 A, 3B) välinen kulma on pienempi kuin 180 astetta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäinen osalevy (3 A) on 30 - 60 % toista osalevyä (3B) suurempi ja painavampi. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että osalevyjen (3 A, 3B) välinen kulma on 120 - 160 astetta. CO δ CM CO o O) o X X CL o o o CM δ CM PATENTKRAY