FI79751B - Transportoer foer inlopps- eller utloppsluft. - Google Patents

Description

1 79751

Kuljetusputki tulo- tai poistoilmaa varten Tämän keksinnön kohteena on kuljetusputki tulo-5 tai poistoilmaa varten, joka kuljetusputki on varustettu lämmönsiirtovälineellä ilman lämmittämistä tai jäähdyttämistä varten.

Kaasujen ja nesteiden siirtoon käytetään yleisesti ohuesta metallilevystä taivuttamalla ja sopivasti yhteen-10 saumaamalla valmistettuja putkia. Putki voidaan tarvittaessa varustaa välineillä putken läpi virtaavan väliaineen lämmittämistä tai jäähdyttämistä varten.

FI-patenttijulkaisussa 70 311 on esitetty kuljetus-putki, joka koostuu spiraalimaisesti taivutetusta metalli-15 levysuikaleesta, jonka spiraalimaisesti kiertävä sauma muodostaa kanavan lämmönsiirtoväliainetta varten, jonka avulla kuljetusputkessa virtaava väliaine on lämmitettävissä tai jäähdytettävissä.

Kuvatun kaltaista kuljetusputkea käytetään ilmas-20 tointitekniikassa ilmastoitavaan huonetilaan tuotavan ilman kuljetukseen ja lämmitykseen tai jäähdytykseen sekä ilman johtamiseen ilmastoitavaan huonetilaan ilmanhajot-timen, säleikön tai sentapaisen ilmanjakoelimen kautta.

Tämäntyyppisellä kuljetusputkella on kuitenkin 25 eräitä heikkouksia. Kuljetusputken ulkopinta, joka ei osallistu lämmönsiirtoon, saavuttaa lähes lämmitys- tai jäähdytysväliaineen lämpötilan. Jotta vältettäisiin putken ulkopinnalle konvektion ja säteilyn vaikutuksesta syntyvät lämpöhäviöt ja ympäröivän huoneilman sisältämän ve-30 sihöyryn kondensoituminen kuljetusputken ulkopinnalle jäähdytystilanteessa, ts. putken ulkopinnan lämpötilan ollessa alempi kuin huoneilman lämpötila, on kuljetusputki yleensä lämpöeristettävä. Tämä suoritetaan tavallisesti kiinnittämällä kuljetusputken ympärille eristysaineesta 35 valmistettuja levyjä, kouruja tms. Eristysaineen suojaamiseksi mekaanisilta vaurioilta ja erityisesti jäähdytystä- 2 79751 pauksissa höyrysulun muodostamiseksi ympäröidään eriste ulkopuolisella metallilevystä tehdyllä vaippaputkella. Tämä luonnollisesti lisää valmistuskustannuksia ja tilantarvetta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kuljetus-5 putki, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja mahdollistaa kuljetusputken käyttämisen lämmitettyä tai jäähdytettyä ilmaa varten ilman erityisen eristysvaipan tarvetta. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella kuljetusputkella, jolle on tunnusomaista se, että kuljetusputki on varustettu 10 ilmanohjauselimillä kuljetusputken ilmaan nähden erilämpöi-sen sekundääri-ilmavirtauksen aikaansaamiseksi kuljetusput-ken lämmönsiirtopintana toimivaa ulkopintaa pitkin kuljetus-putkessa virtaavan ilman avulla.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että kuljetus-15 putken ulkopinnan ympärille kehitetään ulkopintaa pyyhkäisevä sekundääri-ilmavirtaus, joka aikaansaadaan kuljetusputken oman ilmanvirtauksen avulla. Sekundääri-ilmavirta sitoo itseensä kuljetusputken lämpöhäviöt, jotka näin saadaan huonetilan hyväksi, ja pitää kuljetusputken ulkopinnan kui-20 vana jäähdytystilanteessa. Hyödyksi tulevat lämpöhäviöt parantavat kuljetusputken lämmönsiirto-ominaisuuksia. Putken ulkopinnasta saadaan tällä tavoin ilmaista lämmönsiirto-pintaa .

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten 25 oheiseen piirustukseen, jossa kuviot 1-9 esittävät aksiaalileikkauksina keksinnön mukaisen kuljetusputken erilaisia toteutusmuotoja.

Piirustuksen kuviossa 1 on esitetty FI-patentin 70 311 mukainen kuljetusputki 1, joka käsittää metallivai-30 pan 2 ja siihen muodostetun, spiraalimaisesti kiertävän lämmönsiirtokanavan 3, joka on toisesta päästään liitetty esittämättä jätettyyn lämmönsiirtoväliaineen syöttöpumppuun ja toisesta päästään esittämättä jätettyyn lämmönsiirtovä-liainesäiliöön. Lämmönsiirtoväliaineena voi olla lämmittävä 35 tai jäähdyttävä neste tai kaasu, sähkö tms.

Kuljetusputken toinen pää päättyy huonetilan 4 seinään 5 ja on varustettu ilmanjakoelimellä 6 ja toinen pää 3 79751 on liitetty esittämättä jätettyyn kanavistoon huonetilaan johdettavaa tuloilmaa A varten.

Kuljetusputkea ympäröi väljästi vaippaputki 7, niin että kuljetusputken ja vaippaputken väliin muodostuu oh-5 jauskanava 8. Ohjauskanava päättyy huonetilaan ja muodostaa ilmanjakoelintä ympäröivän rengasmaisen poistokohdan 8a, kun taas ohjauskanavan vastakkainen pää on suljettu. Ohjauskanavan suljetun pään kohdalla on tulokohta 8b, joka on yhdistetty tuloputkeen 9, joka päättyy huonetilaan.

10 Kun kuljetusputken kautta johdetaan huonetilaan tu loilmaa A, imee ilmanjakoelimestä ulosvirtaava ilmasuihku induktion vaikutuksesta tuloputken 9 ja ohjauskanavan 8 kautta huonetilasta huoneilmaa B, joka aikaansaa ohjauska-navaan sekundääri-ilmavirtauksen C. Tämä ilma virtaa kul-15 jetusputken ympärillä aksiaalisesti rengasmaista poisto-kohtaa 8a kohti ja sekoittuu ilmanjakoelimestä purkautuvaan ilmasuihkuun.

Ohjauskanavassa virtaava sekundääri-ilma sitoo itseensä kuljetusputken metallivaipan kautta tapahtuvat läm-20 pöhäviöt ja johtaa tämän hukkalämmön huonetilaan. Jäähdy-tystapauksessa pitää sekundääri-ilma lisäksi kuljetusput-ken metallivaipan kuivana. Lämpöhäviöt saadaan näin huonetilan hyödyksi, mikä parantaa kuljetusputken lämmönsiirto-ominaisuuksia.

25 Tuloilman kuljetusputket asennetaan usein alaslasket- tujen kattojen, seinäverhousten tms. peitelevyjen taakse. Kuviossa 2 esitetyssä toteutusmuodossa on välikaton 10 ja alaslasketun katon 11 väliin muodostettu kuljetusputkea ympäröivä ohjauskanava 8 yksinkertaisten sulkulevyjen 12 vä-30 liin. Ohjauskanavan toisessa päässä on tulokohta 8b huoneilmaa varten ja toisessa päässä kuljetusputken ilmanjako-elintä ympäröivä rengasmainen poistokohta 8a. Kuljetusput-kesta purkautuva ilmasuihku imee mukaansa huoneilmaa pois-tokohdasta 8a, niin että ohjauskanavaan muodostuu sekundää-35 ri-ilmavirtaus C.

Mikäli kuljetusputki voidaan sijoittaa ilmastoitavaan huonetilaan, päästään yksinkertaiseen rakenteeseen.

4 79751

Kuviossa '3 esitetyssä toteutusmuodossa otetaan kuljetus-putken ja vaippaputken väliseen ohjauskanavaan 8 ilmaa B suoraan huonetilasta ohjauskanavan toisessa päässä olevan rengasmaisen tulokohdan 8b kautta, jolloin ei tarvita 5 mitään kuvion 1 mukaista tuloputkea 9.

Mikäli kuljetusputki sijaitsee huonetilassa, voidaan keksinnön mukaista periaatetta soveltaa käyttämättä lainkaan vaippaputkea. Kuviossa 4 esitetyssä toteutusmuodossa koostuu kuljetusputki 1 aksiaalisesti peräkkäin sijaitse-10 vista, halkaisijaltaan erikokoisista putkielementeistä 1A, 1B ja 1C. Pienempi putkielementti on tällöin asennettu teleskooppimaisesti suuremman putkielementin sisään, niin että kulloinkin kahden putken väliin muodostuu ilman-jakoelintä päin avautuva rengasmainen ulosvirtausrako 17A 15 ja vastaavasti 17B. Kuljetusputken tuloilmasta A virtaa osa A' ulos näistä raoista kuljetusputken aksiaalisuunnas-sa ja aikaansaa kuljetusputken ympärille sekundääri-ilmavirtauksen C, joka pitää kuljetusputken metallivaipan kuivana ja estää lämpöhäviöistä johtuvat konvektiovirtaukset. 20 Kuljetusputken jakaminen osiin voidaan korvata ku viossa 5 esitetyn toteutusmuodon mukaisesti lukuisilla pienillä erillissuuttimilla 27, joita sijoitetaan keskinäisin välein koko kuljetusputken pituudelle. Suuttimet sijaitsevat säteittäisesti kuljetusputken vaippapinnalla. Osa A' 25 kuljetusputken tuloilmasta A virtaa ulos suuttimista ja ve tää induktion vaikutuksesta mukaansa huoneilmaa B, niin että syntyy kuljetusputken ulkopintaa pyyhkäiseviä sekun-dääri-ilmavirtauksia C. Suuttimet voidaan myös suunnata puhaltamaan putken keskiviivan suuntaisesti.

30 Kuvioiden 4 ja 5 esittämillä toteutusmuodoilla on eräissä tapauksissa se haitta, että osa tuloilmasta purkautuu huonetilaan muualta kuin ilmanjakoelimestä. Toisaalta näillä rakenteilla saadaan kuljetusputken säteilyn synnyttämä jäähdytys- tai lämmitysteho suoraan huonetilaan.

35 Eräissä ratkaisuissa voidaan tätä käyttää hyväksi niin, että kaikki tuloilma A otetaan näiden rakojen 17A, 17B tai suuttimien 27 kautta huonetilaan, jolloin ilmanjakoelin jää kokonaan pois.

5 79751

Erikoisesti pitkissä kuljetusputkissa voi kuvioiden 4 ja 5 mukaisen periaatteen soveltaminen olla vaikeata, koska raoista tai suuttimista ulosvirtaavan ilman lämpötila poikkeaa ilmanjakoelimen kautta ulosvirtaavan ilman 5 lämpötilasta. Lisäksi rakojen ja suuttimien kautta otettavan ilmavirran osuus kuljetusputken ilmavirrasta kasvaa helposti kohtuuttoman suureksi. Nämä haitat voidaan välttää kuvion 6 mukaisella toteutusmuodolla, joka on kuvioiden 3 ja 4 mukaisten ratkaisujen yhdistelmä. Siinä sekundääri-10 ilmavirtauksen C aikaansaava ilma otetaan osaksi tuloilma-na A' kuljetusputkesta raon 17A kautta ja osaksi induktio-ilmana B ympäröivästä huonetilasta tulokohdan 8b kautta nuolien osoittamalla tavalla.

Induktiota voidaan tehostaa järjestämällä johonkin 15 kohtaan kuljetusputkea kiinteä tai säädettävä lisävirtaus-vastus 13, jolloin raosta 17A saadaan purkautumaan ilmaa A' suurella nopeudella, joka ottaa mukaansa suuren määrän induktioilmaa B huonetilasta. Vaikutusta voidaan tehostaa muotoilemalla vaippaputken 7 sisäänvirtauspää 7a ejektoria 20 muistuttavaksi. Tällöin saadaan kuljetusputken ulkopinta osallistumaan tehokkaasti lämmönsiirtoon.

Kuviossa 7 esitetty toteutusmuoto on olennaisesti kuvioiden 1 ja 5 mukaisten toteutusmuotojen yhdistelmä. Siinä on ohjauskanavassa 8 esiintyvä sekundääri-ilmavirtaus C ai-25 kaansaatu osaksi kuljetusputkesta suuttimien 27 kautta tulevan tuloilman A' ja tarvittaessa puhaltimella 14 huonetilasta tuloputken kautta syötetyn ilman B avulla. Suuttimet on suunnattu vinosti ohjauskanavan poistokohtaa 8a kohti.

30 Kuvion 6 mukaista periaatetta voidaan soveltaa myös silloin, kun kuljetusputki 1 on niin kaukana huonetilasta 4, ettei sekundääri-ilman otto sieltä ole mahdollista ilman kuvion 7 mukaista puhallinta 14. Tällöin voidaan kuvion 8 mukaisesti kuljetusputkeen 1 järjestää kiinteä tai säädet-35 tävä lisävastus 13, vaippaputken 7 molemmat päät sulkea 6 79751 sulkulevyillä 12A ja 12B ja ohjauskanavassa 8 virtaava ilma ohjata takaisin kuljetusputkeen sopivasti muotoillun ja suunnatun raon 8a kautta. Tällöin sekundääri-ilmavir-taus C aikaansaadaan pelkästään kuljetusputkesta virtaavan 5 ilman A1 avulla, jonka virtauksen ohjauskanavassa 8 saa aikaan lisävastuksen 13 aiheuttama paine-ero.

Mikäli kuljetusputkessa 1 virtaavaa ilmaa A ei haluta käyttää sekundääri-ilmavirtauksen C aikaansaamiseksi ja kuljetusputki on kaukana huonetilasta, eikä pu-10 hallinta 14 haluta käyttää, voidaan sekundääri-ilmaa ottaa kuljetusputkea ympäröivästä muusta huonetilasta 4' kuvion 9 mukaisesti. Siinä kuljetusputken pää on muotoiltu ejek-toriksi 28, jonka aikaansaaman alipaineen avulla imetään sekundääri-ilmaa B' ohjauskanavan 8 kautta kuljetusputken 15 jatko-osaan 1A.

Piirustus ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen kuljetusputki vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä voidaan kuviossa 4 20 esitetyt rengasmaiset ulosvirtausraot 17A, 17B korvata erillisillä suuttimilla, joihin ilma tuodaan kuljetus-putkesta, erillisestä puhaltimesta tai muusta ilmansiirto-kojeesta.

Kuvion 4 mukaista periaatetta voidaan soveltaa myös 25 siten, että putkien 1A, 1B ja 1C halkaisija on sama, mutta niiden päissä tai muualla putkessa on laajennuksia, joiden avulla saadaan syntymään sopivasti suunnattu rako tai rakoja.

Vastaavasti voidaan kuviossa 5 esitetyt suuttimet 30 27 korvata ulkopuolisilla, kuljetusputken ulkopintaa kohti puhaltavilla suuttimilla. Myöskin osien keskinäinen sijainti voi vaihdella, esimerkiksi kuviossa 6 esitetty rengasmainen ulosvirtausrako 17A voi sijaita välittömästi ilman-jakoelimen vieressä ja lisävirtausvastus 13 sijaita kulje-35 tusputken missä kohdassa tahansa. Lisäksi voidaan kuvioiden • l 7 79751 4 ja 6 mukaisissa toteutusmuodoissa sekundääri-ilman C virtaussuunta ohjauskanavassa kääntää vastakkaiseksi esim. järjestämällä ulosvirtausrakojen 17A, 17B puhallussuunta vastakkaiseksi.

5 Erityisesti kuvioiden 8 ja 9 mukaisia toteutus- muotoja ja niiden erilaisia yhdistelmiä kuvioiden 1-7 mukaisten toteutusmuotojen kanssa voidaan käyttää silloin, kun kuljetusputkea käytetään lämmöntalteenottoon poisto-ilmasta .

Claims (11)

1. Kuljetusputki tulo- tai poistoilmaa varten, joka kuljetusputki (1) on varustettu lämmönsiirtoväli- 5 neellä (3) ilman (A) lämmittämistä tai jäähdyttämistä varten, tunnettu siitä, että kuljetusputki (1) on varustettu ilmanohjauselimillä (7; 11, 12; 17A, 17B; 27) kuljetusputken ilmaan (A) nähden erilämpöisen se-kundääri-ilmavirtauksen (C) aikaansaamiseksi kuljetus- 10 putken lämmönsiirtopintana toimivaa ulkopintaa (2) pitkin kuljetusputkessa virtaavan ilman (A) avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuljetusputki, tunnettu siitä, että kuljetusputkea (1) ympäröi vaippaputki (7; 11, 12), joka muodostaa kuljetusputken 15 ja vaippaputken väliin ohjauskanavan (8), jonka toisessa päässä oleva poistokohta (8a) avautuu kuljetusputken pään kohdalle siten, että siitä purkautuva tuloilma (A) aikaansaa sekundaari-ilmavirtauksen (C) ohjauskanavan läpi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kuljetusputki, tunnettu siitä, että ohjauskanavan (8) vastakkaisessa päässä on huonetilaan (4; 4') yhteydessä oleva tulokohta (8b) huoneilmaa (B; B') varten.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kuljetusputki, 25 tunnettu siitä, että kanavaputkessa (1) on oh- jauskanavan (8) tulokohdassa (8b) ohjauskanavaan aksiaalisesta avautuva rengasmainen ulosvirtausrako (17A) tuloilmaa (A1) varten.

5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen kulje- 30 tusputki, tunnettu siitä, että ohjauskanavan (8) tulokohtaan (8b) liittyy huonetilaan (4) yhdistetty tu-loputki (9) huoneilmaa (B) varten.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kuljetusputki, tunnettu siitä, että tuloputkessa (9) on puhal-

35 Iin (14). 9 79751

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuljetusputki, tunnettu siitä, että kuljetusputkessa (1) on vähintään yksi aksiaalisesti avautuva rengasmainen ulosvirtaustako (17A, 17B) ilmaa (A1) varten.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kuljetusputki, tunnettu siitä, että kuljetusputki (1) koostuu vähintään kahdesta teleskooppimaisesta aksiaalisesti peräkkäin sijaitsevasta poikkileikkauskooltaan eri kokoisesta putkielementistä (1A, 1B, 1C), jotka muodostavat 10 väliinsä mainitut rengasmaiset ulosvirtausraot (17A, 1 7B) .

8 79751

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuljetusputki, tunnettu siitä, että kuljetusputken (1) vaippa-pinnassa (2) on joukko pienikokoisia, säteettäissuun-15 täisiä ulosvirtaussuuttimia (27).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen kul-jetusputki, tunnettu siitä, että kuljetusputken (1) vaippapinnassa (2) on joukko pienikokoisia, ohjaus-kanavan (8) poistokohtaa (8a) päin suunnattuja ulosvir- 20 taussuuttimia (27).

11. Jonkin patenttivaatimuksen 2-6 mukainen kul-jetusputki, jonka päässä on huonetilaan (4) avautuva il-manjakoelin (6), tunnettu siitä, että ohjaus-putken (8) poistokohta (8a) päättyy ilmanjakoelimen 25 kohdalle siten, että siitä huonetilaan (4) purkautuva tuloilma (A) aikaansaa sekundääri-ilmavirtauksen (C) induktion vaikutuksesta. 10 79 751