FI84395B - Turbulensorgan av plaotkonstruktion foer en rektangelformig roekkanal i en vaermepanna. - Google Patents

Description

1 84395

Levyrakenteinen turbulenssielin lämmityskattilan suorakaiteen muotoista savusolaa varten Tämän keksinnön kohteena on levyrakenteinen turbu-5 lenssielin lämmityskattilan suorakaiteen muotoista savusolaa varten.

Kiinteistöjen keskuslämmityskattilat ovat ns. läm-minvp ikattiloita, joissa veden lämpötila on luokkaa 80°C. Kattila koostuu tulipesästä, joka ympäröi liekkiä, sekä 10 savusolista, joita pitkin savukaasut johdetaan savupiippuun. Tulipesän ja savusolien ympärillä kiertää vesi. Lämmön siirtymistä tapahtuu sekä tulipesässä, että savusolissa.

Tulipesä ja savusolat voidaan konstruoida hyvin 15 monella eri tavalla. Hyvin yleinen, varsinkin isojen kattiloiden, rakenne on ns. tulitorvi-tuliputkikattila, jossa tulipesä ja savusolat ovat poikkileikkaukseltaan pyöreitä. Tällainen pyöreä muoto on nimenomaan teräslevykattiloissa valmistusteknillisesti edullinen.

20 Savusolissa käytetään lämmönsiirron tehostamiseksi yleisesti turbulenssielimiä. Nämä ovat yleensä tulenkestävästä teräslevystä muotoiltuja elimiä, joiden tehtävänä on sekoittaa savukaasun virtausta savusolissa ja näin tehostaa lämmönsiirtoa. Lämmönsiirtyminen tehostuu huomat-25 tavasti, jos savukaasu saadaan spiraalimaiseen liikkeeseen. Tällöin se kiertyy tehokkaasti pitkin jäähdyttäviä seinämiä, ja ehtii luovuttamaan mahdollisimman paljon läm-pösisällöstään kattilaveteen.

Pyöreässä putkessa savukaasu on helppo saada spi-30 raalimaiseen liikkeeseen korkkiruuvimaisen turbulenssieli-men avulla, ja tällaiset elimet ovatkin olleet yleisesti käytössä jo pitkään. Pyöreässä ja sileässä putkessa saadaan hyviä tuloksia myös putken alkuun sijoitetun propel-lin avulla.

35 Toinen, erityisesti valurautakattiloissa käytössä 2 84395 oleva savusolatyyppi on poikkileikkaukseltaan suorakaiteen mallinen. Tällaiseen savusolaan on vaikea aikaansaada spiraalimaista kierrettä, ja käytössä olevat mallit ovat lähes pelkästään virtausta kuristavia. Suorakaiteen malli-5 sissa savusolissa on savukaasun mutkittelevaa liikettä pyritty aikaansaamaan virtaukseen nähden poikittaisilla rivoilla. Nämä rakenteet ovat kuitenkin nuohouksen kannalta hankalia. Sellaista turbulenssielintä, jolla savukaasu saataisiin suorakaiteen mallisessa savusolassa spiraali-10 maiseen liikkeeseen, ei aikaisemmin ole ollut.

Tämän keksinnön tavoitteena onkin tuoda esiin tur-bulenssielin suorakaiteen muotoista savusolaa varten, jonka avulla voidaan aikaansaada savukaasun spiraalimainen liike savusolassa. Tälle keksinnön mukaiselle turbulenssi-15 elimelle on tunnusomaista, että se käsittää useista toisiinsa liittyvistä ja keskenään sik-sak muotoon taivutetuista pinnoista muodostuvan, pitkänomaisen rakenteen ja että kukin pinta on varustettu sen toiseen reunaan sijoittuvalla virtausaukolla rakenteen peräkkäisten pintojen 20 virtausaukkojen sijaitessa rakenteen vastakkaisissa reunoissa. Edullisesti sik-sak-rakenteen pintojen väliset taitelinjat muodostavat terävän kulman savusolan poikit-taissuunnan kanssa, jolloin tämä terävä kulma on edullisesti 10-50°. Tällöin savukaasu saadaan kiertämään elimen 25 ympäri spiraalimaisesti. Savukaasun nopeus ja suunta vaih-televat kierroksen aikana, mikä osaltaan tehostaa sekoittumista. Edullisesti turbulenssielin savusolan suunnassa katsottuna kattaa savusolasta oleellisesti suorakaiteen muotoisen, solassa oleellisesti keskeisesti sijaitsevan 30 alueen siten, että elimen ja savusolan seinämien väliin jää raot. Tällöin sekoittumista tapahtuu myös turbulenssi-elimen reunojen ohi tulevan virtauksen sekoittuessa pyörivään virtaukseen.

Seuraavassa keksinnön mukaista turbulenssielintä 35 kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustuk- 3 84395 seen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön yhden esimerkinomaisen suoritusmuodon mukaisen turbulenssielimen sijoitettuna keskuslämmityskattilan savusolaan tämän savusolan ollessa 5 esitettynä leikkauksena, kuvio 2 esittää poikkileikkauksen kuvion 1 mukaisesta turbulenssielimestä ja sitä ympäröivästä savusolasta oteti na kuvion 1 linjaa A-A pitkin ja kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen turbulenssieli-10 men toisen suoritusmuodon muodostamisen yleisesti ottaen suorakulmaisesta levyaihiosta.

Kuviossa 1 esitetty keksinnön mukainen turbulenssi-elin käsittää useista toisiinsa liittyvistä ja keskenään sik-sak muotoon taivutetuista pinnoista 12 muodostuvan, 15 pitkänomaisen rakenteen 1, joka on ripustettu keskuslämmityskattilan savusolaan kannakkeen 2 avulla, joka tukeutuu savusolan tulipesän 9 puoleiseen sivuseinään 7. Itse turbulenssielin 1 on muodostettu metallilevystä, kuten tulenkestävästä teräslevystä, taivuttelemalla se sik-sak 20 muotoiseksi rakenteeksi. Tällä tavoin syntyvien pintojen 12 väliset taitelinjat 10 on lisäksi sovitettu muodostamaan terävän kulman 11, joka voi olla esimerkiksi 10-50°, savusolan 4 poikittaissuunnan kanssa. Savukaasun nopeuden ja suunnan vaihteluja savusolassa voidaan muuttaa juuri 25 tätä kulmaa 11 muuttamalla. Samoin kulman 11 muuttaminen vaikuttaa elimen 1 jäykkyyteen. Kukin elimen 1 pinnoista on varustettu sen toiseen reunaan sijoittuvalla virtaus-aukolla 5, jotka aukot rakenteen 1 peräkkäisissä pinnoissa 12 sijaitsevat sen vastakkaisissa reunoissa. Tällä tavoin 30 savukaasu saadaan savusolassa spiraalimaiseen liikkeeseen, kuten on esitetty nuolen 6 avulla. Virtausaukkojen 5 muotoa ja kokoa muuttamalla voidaan vaikuttaa syntyvän pyörteen ominaisuuksiin.

Kuten kuviosta 1 ilmenee savusola 4 on pääosin pys-35 tysuuntainen turbulenssielimen 1 ollessa sovitettuna tähän 4 84395 savusolaan riippumaan oleellisesti keskeisesti kannattimen 2 avulla. Tällöin turbulenssielin savusolan 4 suunnassa katsottuna kattaa savusolasta oleellisesti suorakaiteen muotoisen, solassa 4 oleellisesti keskeisesti sijaitsevan 5 alueen, jonka muoto vastaa oleellisesti savusolan muotoa, kuten kuviosta 2 ilmenee. Tällöin elimen 1 ja savusolan seinämien 7 väliin jää raot, joiden kautta virtaavat savukaasut ed ;auttavat savukaasujen pyörteilyä ja virtauksen sekoittumista savusolassa. Kannake 2 voi olla muodostettu 10 joko samasta levystä kuin itse turbulenssielin 1 tai se voi olla erillinen osa, joka on liitetty turbulenssieli-meen 1 esimerkiksi pistehitsaamalla. Lisäksi turbulenssi-elimen 1 yläpäähän on muotoiltu korvake tai vastaava 3, joka kuvion 1 suoritusmuodossa on esitetty lävistämällä 15 aikaansaatuna reikänä ja joka voi luonnollisesti olla myös erillisenä kappaleena valmistettu. Tämän korvakkeen tai vastaavan elimen avulla turbulenssielin voidaan vetää pois savusolasta 4. Tätä tarkoitusta varten kattila on varustettu nuohousluukulla 14, joka sijaitsee turbulenssielimen 20 1 yläpuolella. Tämän nuohousluukun 14 kautta turbulenssi elin 1 voidaan poistaa savusolasta 4 käyttäen hyväksi tur-bulenssielimeen muodostettua korvaketta 3. Koska turbulenssielin on rakenteeltaan joustava ja voi täten osittain suoristua sitä ulos vedettäessä, ei juurikaan synny vaaraa 25 turbulenssielimen 1 juuttumisesta kiinni savusolaan.

Mainittakoon, että kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa savusolan metalliset seinät 7 rajoittuvat osittain tai kokonaan vesitilaan 8 (kuviossa vasemmalla).

Kuviossa 3 on esitetty raaka-aineen säästön kannal-30 ta edullinen tapa keksinnön mukaisen turbulenssielimen muodostamiseksi metallilevymateriaalista. Kuten kuviosta 3 havaitaan, turbulenssielimen 1 virtausaukot 13 on muodostettu suunnikkaan muotoisiksi ja siten, että niiden reunat yhtyvät pintojen 12 välisiin taitelinjoihin 10.

35 Tällä tavoin muodostettuina aihiot keksinnön mukaisia 5 84395 turbulenssielimiä varten voidaan erittäin tehokkaasti limittää keskenään samalle metallilevylle, jolloin äärimmäisen pieni osa metallilevystä jää käyttämättä. Kuten kuviosta 3 ilmenee, vierekkäiset turbulenssielimet muodos-5 tuvat siten, että niiden yläpää sijaitsee levykappaleen vastakkaisissa reunoissa. Tämä käy ilmi turbulenssielin-ten vastakkaisissa päissä sijaitsevista turbulenssielimen kannr timiksi muodostettavaksi tarkoitetuista revitetyistä osista. Myös tässä kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa 10 samoin kuin kuvion 1 suoritusmuodossa virtausaukot ovat keskenään identtisiä.

Keksinnön mukaisen turbulenssielimen eräänä edullisena rakennepiirteenä voidaan pitää myös sitä, että turbulenssielimet ovat pinottavissa päällekkäin, joten niiden 15 tilan tarve kuljetuksen ja varastoinnin aikana on pieni.

Yllä keksinnön mukaista turbulenssielintä on kuvattu vain kahden esimerkinomaisen suoritusmuodon pohjalta ja on ymmärrettävää, että niihin voidaan tehdä joitakin muutoksia poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimus-20 ten määrittelemästä suojapiiristä. Siten erityisesti elimen pintojen välisten taitelinjojen kulmaa samoin kuin virtausaukkojen kokoa ja muotoa voidaan muuttaa haluttujen virtausominaisuuksien saavuttamiseksi.

Claims (9)

1. Levyrakenteinen turbulenssielin lämityskattilan suorakaiteen muotoista savusolaa (4) varten, tunnet- 5. u siitä, että se käsittää useista toisiinsa liittyvistä ja keskenään sik-sak muotoon taivutetuista pinnoista (12) muodostuvan, pitkänomaisen rakenteen (1) ja että kukin pint.; (12) on varustettu sen toiseen reunaan sijoittuvalla virtausaukolla (5) rakenteen (1) peräkkäisten pin-10 tojen (12) virtausaukkojen (5) sijaitessa rakenteen vastakkaisissa reunoissa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turbulenssielin, tunnettu siitä, että sik-sak-rakenteen (1) pintojen (12) väliset taitelinjat (10) muodostavat terävän kul- 15 man (11) savusolan (4) poikittaissuunnan kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen turbulenssielin, tunnettu siitä, että sik-sak-rakenteen (1) pintojen (12) välisten taitelinjojen (10) kulma (11) savusolan (4) poikittaissuuntaan nähden on 10-50°.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen turbu lenssielin, tunnettu siitä, että se savusolan (4) suunnassa katsottuna kattaa savusolasta oleellisesti suorakaiteen muotoisen, solassa oleellisesti keskeisesti sijaitsevan alueen siten, että elimen (1) ja savusolan sei-25 nämien (7) väliin jää raot.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen turbulenssielin, tunnettu siitä, että se käsittää kan-nakkeen (2), jolla se on tuettu savusolan (4) seinämään (7).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen tur bulenssielin, tunnettu siitä, että se käsittää korvakkeen tai vastaavan (3) mahdollistamaan siihen tarttuminen ja sen ulosvetäminen savusolasta (4).

6 84395

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen tur-35 bulenssielin, tunnettu siitä, että virtausaukot (5, 13) ovat keskenään identtisiä. 7 84395

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen turbulenssielin, tunnettu siitä, että virtausaukot ovat kolmiomaiset (5).

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen turbulenssielin, 5 tunnettu siitä, että virtausaukot ovat suunnikas- maiset (13) niiden reunojen yhtyessä pintojen (12) välisiin taitelinjoihin (10). 8 8 4 3 y 5