NL2002675C2 - Vortexgenerator. - Google Patents
Vortexgenerator. Download PDFInfo
- Publication number
- NL2002675C2 NL2002675C2 NL2002675A NL2002675A NL2002675C2 NL 2002675 C2 NL2002675 C2 NL 2002675C2 NL 2002675 A NL2002675 A NL 2002675A NL 2002675 A NL2002675 A NL 2002675A NL 2002675 C2 NL2002675 C2 NL 2002675C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- vortex generator
- channel
- swirl
- swirl elements
- flow
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M29/00—Apparatus for re-atomising condensed fuel or homogenising fuel-air mixture
- F02M29/04—Apparatus for re-atomising condensed fuel or homogenising fuel-air mixture having screens, gratings, baffles or the like
- F02M29/06—Apparatus for re-atomising condensed fuel or homogenising fuel-air mixture having screens, gratings, baffles or the like generating whirling motion of mixture
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
- F02B31/04—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
P87661NL00
Titel: Vortexgenerator.
De uitvinding heeft betrekking op een vortexgenerator voor het creëren van een gecontroleerde werveling in een fluïdumstroom, welke vortexgenerator een huis met een doorstroomkanaal voor een fluïdumstroom omvat, welk doorstroomkanaal een kanaalwand en een centrale zone heeft, 5 en een aantal zich in het doorstroomkanaal vanaf de kanaalwand naar de centrale zone uitstrekkende wervelelementen.
Uit US 5113838 (Kim) en uit WO 03/064832 (Kim) is een dergelijke vortexgenerator bekend voor toepassing in het luchtfilter of het inlaatkanaal en desgewenst in het uitlaatkanaal van een benzinemotor of 10 een dieselmotor of dergelijke. Bij toepassing in het inlaatkanaal zorgt de vortexgenerator voor een verbeterde toevoer van lucht of een lucht/brandstofmengsel aan de verbrandingskamer(s). Een verbeterde vulling van de verbrandingskamer(s) leidt weer tot een efficiënter gebruik van brandstof met als gevolg een geringer brandstofverbruik bij eenzelfde 15 motorvermogen of een toegenomen motorvermogen bij eenzelfde brandstofverbruik.
Voorts is uit GB 658 619 een brander voor oliegestookte verwarmingsketels bekend, die is voorzien van een vortexgenerator met een aantal wervelelementen, die elk met een schroef zijn bevestigd op de naar de 20 brander gekeerde rand van het huis van de vortexgenerator. Evenals in WO 03/064832 is hier sprake van afzonderlijke uit plaatmateriaal vervaardigde wervelementen, die met bevestigingsmiddelen aan het huis zijn bevestigd. Een bezwaar van een dergelijke constructie is, dat een wervelelement los zou kunnen raken, hetgeen ernstige gevolgen zou kunnen 25 hebben.
De uitvinding beoogt deze bezwaren op te heffen, althans te reduceren, en een verbeterde vortexgenerator te verschaffen, die in bedrijf 2 aan een fluïdumstroom een hogere vorticiteit en een sterkere versnelling verschaft dan de bekende vortexgenerators.
Hiertoe wordt volgens de uitvinding een vortexgenerator van de boven beschreven soort verschaft, waarbij de kanaalwand is voorzien van 5 een in het doorstroomkanaal reikende, door een in de doorstroomrichting gezien geleidelijk tot een grootste waarde toenemende en vervolgens weer afnemende wanddikte gevormde uitstulping voor het verkrijgen van een venturi-effect, en waarbij de wervelelementen elk een bladvormig lichaam omvatten met een langwerpige basis, die in een zich in hoofdzaak schuin op 10 de doorstroomrichting van het kanaal uitstrekkende langwerpige verbindingszone met de kanaalwand is verbonden, welke verbindingszone zich in de doorstroomrichting gezien uitstrekt van een vóór de grootste waarde van de wanddikte gelegen punt tot een voorbij de grootste waarde van de wanddikte gelegen punt, en waarbij de vortexgenerator uit één stuk 15 materiaal is vervaardigd.
In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bij gevoegde tekening van enkele uitvoeringsvoorbeelden.
Figuur 1 toont schematisch in perspectief een bovenaanzicht van een voorbeeld van een eerste uitvoeringsvorm van een vortexgenerator 20 volgens de uitvinding;
Figuren 2 en 3 tonen schematisch een boven- respectievelijk onderaanzicht van de vortexgenerator van figuur 1;
Figuren 4 en 5 tonen volledigheidshalve twee ten opzichte van elkaar iets verdraaide aanzichten in isometrisch respectievelijk trimetrisch 25 perspectief, schuin van boven en van voren gezien, van een vortexgenerator volgens de figuren 1 t/m 3;
Figuur 6 toont schematisch in bovenaanzicht een voorbeeld van een andere uitvoeringsvorm van een vortexgenerator;
Figuur 7 toont een doorsnede langs de lijn A-A in figuur 6; en 3
Figuur 8 toont een voorbeeld van een als verwarmingselement uitgevoerde vortexgenerator.
De in de figuren 1 t/m 5 getoonde vortexgenerator 1 is geschikt om in een buisvormig fluïdumkanaal met een cirkelvormige doorsnede geplaatst 5 te worden. Dit kan bijvoorbeeld een lucht- of brandstofinlaatkanaal van een inwendige verbrandingsmotor zijn, maar ook andere toepassingen zijn denkbaar. Zo kan een vortexgenerator desgewenst in een luchtfilter van een inwendige verbrandingsmotor of in een uitlaatkanaal toegepast worden, maar ook toepassingen in andere technische gebieden waar het nuttig is om 10 een fluïdumstroom te versterken, zijn mogelijk.
De getoonde vortexgenerator heeft een in hoofdzaak cilindrisch huis 2, dat een doorstroomkanaal 3 voor een fluïdumstroom vormt. In de figuren 4 en 5 is schematisch met pijlen Fi (ingangszijde) en Fo (uitgangszijde) een fluïdumstroom aangegeven. Het doorstroomkanaal 15 heeft een kanaalwand 4 gevormd door het binnenoppervlak van het huis 2, en een centrale zone C rondom de hartlijn H van het doorstroomkanaal (zie fig 3 en 4).
Het huis 2 heeft een ten opzichte van de diameter D van het huis relatief geringe wanddikte d. Zoals hieronder nog nader zal worden 20 beschreven varieert de wanddikte van het huis tussen de ingangszijde van het huis (d.i. de bovenzijde in de figuren 4 en 5) en de uitgangszijde van het huis (= onderzijde in de figuren 4 en 5).
In het huis 2 bevinden zich in dit voorbeeld vier wervelelementen 5, 6, 7 en 8, die zich vanaf de kanaalwand 4 van het huis 2 uitstrekken naar 25 de centrale zone C van het doorstroomkanaal 3. De wervelelementen zijn bladvormig en staan schuin op de hartlijn H en op de kanaalwand 4 en derhalve ook schuin op de hoofdrichting van de fluïdumstroom. De stand van de wervelelementen is bijvoorbeeld vergelijkbaar met die van de bladen van een vliegtuigpropellor of een moderne windmolen of de schoepen van 30 een ventilator. De wervelelementen kunnen naar keuze zodanig zijn 4 geplaatst, dat een gecontroleerde werveling of vortex wordt verkregen, die ofwel met de klok mee ofwel tegen de klok in is gericht.
De bladvormige wervelelementen zijn met een langwerpige basis 5b, 6b, 7b, 8b in een verbindingszone verbonden met de kanaalwand 4, 5 waarbij de langwerpige basis en de verbindingszone zich schuin op de hartlijn H uitstrekken. De bladvormige wervelelementen vormen in dit voorbeeld voorts elk een tip, doordat de bovenrand en de onderrand van elk wervelelement naar elkaar toe gebogen randen zijn. Duidelijkheidshalve zijn de naar elkaar toe gebogen randen van wervelelement 6 in figuur 2 10 aangegeven met verwijzingscijfers 61 en 62.
De wervelelementen zijn in dit voorbeeld opgesteld in twee paren, waarbij in het getoonde voorbeeld de wervelelementen 5 en 6 samen een paar vormen, evenals de wervelelementen 7 en 8. De samen een paar vormende wervelelementen zijn in of nabij de centrale zone C van het 15 door stroomkanaal 3 met de tippen met elkaar verbonden, zoals getoond bij de verwijzingscijfers 9 en 10.
Tussen de bij verwijzingscijfer 9 met elkaar verbonden tippen van een paar wervelelementen 5 en 6 en de bij verwijzingscijfer 10 met elkaar verbonden tippen van de wervelelementen 7 en 8 bevindt zich in dit 20 voorbeeld nog een vrije tussenruimte 11.
De wand van het huis 3 heeft, zoals reeds opgemerkt vanaf de ingangszijde van het huis naar de uitgangszijde gezien een variërende dikte, doordat de afstand tussen de kanaalwand 4 en de hartlijn H vanaf de ingangszijde naar de uitgangszijde eerst geleidelijk afneemt tot een kleinste 25 waarde en vervolgens weer geleidelijk toeneemt. Ter plaatse van de kleinste waarde van de afstand tussen de kanaalwand 4 en de hartlijn H is de wanddikte het grootst. Het gebied met de grootste wanddikte 12 ligt in dit voorbeeld dichter bij de uitgangszijde dan bij de ingangszijde van de vortexgenerator, doch een andere ligging is ook mogelijk. Ook kan 30 desgewenst de toename van de wanddikte pas op enige afstand van de 5 ingangszijde beginnen en/of kan de afname van de wanddikte reeds op enige afstand voor de uitgangszijde eindigen.
Door toepassing van een tot een grootste waarde geleidelijk toenemende wanddikte en vervolgens weer geleidelijk afnemende 5 wanddikte, gezien van het ene naar het andere einde van het doorstroomkanaal, ontstaat een convergerend en vervolgens weer divergerend doorstroomkanaal. Het doorstroomkanaal vormt derhalve een venturi-buis, die een vergroting van de doorstroomsnelheid van een door het doorstroomkanaal vloeiend fluïdum bewerkstelligt. Het gebied 12 met de 10 grootste wanddikte wordt wel de keel van de venturi-buis genoemd.
De bases 5b, 6b, 7b en 8b van de wervelelementen 5 t/m 8 strekken zich, vanaf de ingangszijde van het huis gezien, uit van een vóór de keel 12 gelegen punt tot een voorbij de keel 12 gelegen punt.
De wervelelementen hebben in dit voorbeeld een in twee richtingen 15 gebogen vorm, dat wil zeggen dat de bladen 5 t/m 8 zowel in de stromingsrichting van het fluïdum gezien als dwars daarop, dat wil zeggen in de richting van de basis naar de tip, gekromd zijn. Dit is goed te zien aan blad 6 in figuur 5, zoals aangegeven met een pijl 14. Opgemerkt wordt, dat toepassing van in twee richtingen gebogen bladen niet strikt noodzakelijk is. 20 Een in één richting gebogen of zelfs vlakke vorm van de bladen is ook mogelijk.
De wervelelementen kunnen voorts aan de uitgangszijde elk een vleugelsectie 15,16,17 en 8 hebben. De vleugelsecties strekken zich in dit voorbeeld uit vanaf de kanaalwand tot een op enige afstand van de tip van 25 het desbetreffende wervelelement gelegen punt. De vleugelsecties sluiten een iets grotere hoek in met de doorstroomrichting van het kanaal dan de rest van de bijbehorende wervelelementen en steken in bedrijf daardoor verder in de fluïdumstroom dan de hoofdoppervlakken van de wervelelementen. De vleugelsecties vergroten hierdoor nog extra het werveleffect.
6
De wervelelementen kunnen voorts met voordeel zijn voorzien van een aantal openingen 19 in de bladen δ t/m 8. De openingen 19 bestaan in dit voorbeeld uit drie doorboringen per wervelelement. De doorboringen voorkomen of althans reduceren in bedrijf het optreden van turbulenties 5 aan de achterzijde van de wervelelementen. Dergelijke turbulenties zijn ongewenst aangezien daardoor het door de wervelelementen gegenereerde werveleffect en de doorstroomsnelheid nadelig worden beïnvloed.
De bij wijze van voorbeeld getoonde en beschreven vortex-generatoren zijn geschikt voor toepassing in een ronde buis, of houder of 10 dergelijke. Een vortexgenerator volgens de uitvinding kan echter ook met een andere dwarsdoorsnedevorm worden uitgevoerd, zoals bijvoorbeeld een ovale vorm of een hoekige vorm, al dan niet met afgeronde hoeken, etc..
Een vortexgenerator kan in een buis, houder of dergelijke op velerlei wijze worden bevestigd. Bijvoorbeeld door middel van lijmen, 15 borgpennen of een Seegerring etc.. Om een vortexgenerator makkelijk te kunnen plaatsen kan deze volgens de uitvinding zijn voorzien van een zich in het huis van de ingangszijde naar de uitgangszijde uitstrekkende doorgaande spleet, die het mogelijk maakt het huis enigszins samen te knijpen tijdens het plaatsen van de vortexgenerator in een omhulling, zoals 20 een buis of een geschikte houder. Als de vortexgenerator van enigszins verend materiaal is gemaakt, zal deze na het plaatsen uitveren en zich vastklemmen. Daarbij kan dan nog een geschikte lijm worden toegepast of kunnen geschikte mechanische borgmiddelen worden toegepast.
Een ander voordeel van toepassing van een spleet is, dat daardoor 25 uitzettingsverschillen tussen het materiaal van de vortexgenerator en het materiaal van de omgeving kunnen worden opgevangen.
In de figuren is met 20 een doorgaande spleet aangegeven. Voorts is het huis in het getoonde voorbeeld bovendien nog aan de buitenzijde van schroefdraad voorzien, zodat de vortexgenerator vastgeschroefd kan worden. 30 In het voorbeeld is de schroefdraad verdeeld over segmenten van het huis, 7 die over de omtrek verdeeld liggen. In het getoonde voorbeeld bevindt zich aan beide zijden van de spleet 20 een direct op de spleet 20 aansluitend schroefdraadsegment 21, 22 en zijn in beide richtingen ongeveer 120° verderop nog twee schroefdraadsegmenten 23, 24 toegepast. Het is mogelijk 5 een ander aantal schroefdraadsegmenten toe te passen of een volledig rondgaande schroefdraad. Ook is het mogelijk om schroefdraad(segmenten) toe te passen, die zich niet over de volledige afstand tussen de ingangszijde en de uitgangszijde van het huis uitstrekt of uitstrekken.
Een vortexgenerator volgens de uitvinding kan van elk voor de 10 beoogde toepassing geschikt materiaal worden vervaardigd. Bijvoorbeeld kunststof of metaal. Met voordeel kan een vortexgenerator voor toepassing bij verbrandingsmotoren worden vervaardigd uit aluminium van vliegtuigkwaliteit (kwaliteitsaanduiding Al 7075), dat buigzaam en verend is. De vortexgenerator kan uit één stuk massief materiaal worden gemaakt 15 met behulp van een computergestuurde freesmachine zodat voor het aan elkaar bevestigen van de wervelelementen en het huis geen verbindingsmiddelen, zoals bevestigingslippen, of verbindingsmethoden, zoals lassen, nodig zijn.
Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding kan een van 20 vleugelsecties 15,16, 17,18 voorziene vortexgenerator zijn uitgevoerd met beweegbare vleugelsecties. Dit kan bijvoorbeeld worden bereikt door de materiaaldikte ter plaatse van de grenslijn tussen het lichaam van een wervelelement en een vleugelsectie van het wervelelement plaatselijk te verminderen, zodat een scharnierwerking mogelijk wordt, waarbij de 25 vleugelsectie ten opzichte van het lichaam van het wervelelement kan zwenken. Daartoe dient de vleugelsectie voorts geen vaste verbinding te hebben met de kanaalwand. Opgemerkt wordt, dat van al dan niet verzwenkbare vleugelsecties voorziene wervelelementen desgewenst ook toepasbaar zijn bij een vortexgenerator zonder venturi-effect.
8
Een voorbeeld van een vortexgenerator met wervelelementen, die van beweegbare vleugelsecties zijn voorzien is getoond in de figuren 6 en 7.
Figuur 6 toont schematisch een ander voorbeeld van een vortexgenerator volgens de uitvinding in bovenaanzicht, dat wil zeggen een 5 aanzicht vanaf de ingangszijde van de vortexgenerator en figuur 7 toont een doorsnede langs de lijn A-A in figuur 6.
De vortexgenerator van de figuren 6 en 7 is uitgevoerd met een grotere wanddikte en een grotere dikte van de wervelelementen dan een vortexgenerator volgens de figuren 1 t/m 5. Een der gelijke zwaarder 10 uitgevoerde vortexgenerator is bijvoorbeeld zeer geschikt voor toepassing in scheepsdieselmotoren. De in de figuren 6 en 7 getoonde vortexgenerator 30 heeft zes wervelelementen 31 t/m 36, die zowel met een de wervelelementen omsluitend huis 37 als met een centraal naaforgaan 38 zijn verbonden. Het huis 37 heeft in dit voorbeeld geen spleet en is in dit voorbeeld ook niet van 15 schroefdraad voorzien. De wervelelementen hebben elk weer een basis 31b t/m 36b die een verbinding met het binnenoppervlak van het huis ofwel de kanaalwand 39 van het doorstroomkanaal 40 van de vortexgenerator 30 vormt.
Het doorstroomkanaal 40 heeft weer een vanaf de ingangszijde, 20 aangegeven met een pijl Fi, naar de uitgangszijde, aangegeven met een pijl Fo, eerst convergerend gedeelte 41 en vervolgens divergerend gedeelte 42, zodat weer een venturi-buis met een keel 43 is verkregen. De bases van de wervelelementen strekken zich weer aan weerszijden van de keel 42 uit. De wervelelementen hebben vleugelsecties 51 t/m 56, die zich 25 aan de uitgangszijde van het doorstroomkanaal bevinden. De vleugelsecties zijn elk via een door een inkeping of groef 57 gevormde scharnierzone of buigzone verbonden met het lichaam van de wervelelementen. Verder liggen de vleugelsecties vrij van het binnenoppervlak van het huis, zoals in figuur 6 is te zien aan de spleten 58 tussen de buitenranden van de vleugelsecties 30 en het huis. Door de toepassing van dergelijke verzwenkbare ofwel flexibele 9 vleugelsecties kunnen de vleugelsectie onder invloed van sterke fluïdumstromen wegzwenken uit de fluïdumstroom zoals aangegeven met een pijl 59 bij vleugelsecties 52, waardoor de stromingsweerstand vermindert. Bij toepassing van een geschikt verend materiaal, zoals het 5 eerder genoemde aluminium van vliegtuigkwaliteit, veren de vleugelsecties vanzelf weer terug als de fluïdumstroom afzwakt.
De vleugelsecties hebben in het getoonde voorbeeld een enigszins afgeronde vorm die zich vanaf de onderrand tot aan de inkeping uitstrekt.
Voorts hebben in dit voorbeeld de wervelelementen aan de 10 ingangszijde van de vortexgenerator een althans deels afgeschuinde bovenrand, zoals aangegeven bij 63. Het naaforgaan 38 heeft bij voorkeur aan de ingangszijde een spitse gestroomlijnde vorm teneinde de stromingsweerstand te verkleinen. De spitse vorm is in het bovenaanzicht van figuur 6 aangegeven met een punt 64.
15 Volledigheidshalve wordt opgemerkt, dat afgeschuinde randen van de wervelelementen en flexibele vleugelsecties ook kunnen worden toegepast bij een vortexgenerator van het in de figuren 1 t/m 5 getoonde type of bij een vortexgenerator van een bekend type.
Dit geldt ook voor een op microscopische schaal enigszins ruwe 20 coating, die met voordeel op de wervelelementen en de kanaalwand van een vortexgenerator kan worden aangebracht en die een de doorstroom-weerstand verlagende werking heeft.
De vortexgenerator van de figuren 6 en 7 kan evenals die van de figuren 1 t/m 5 uit een massief blok materiaal worden vervaardigd door een 25 freesbewerking.
Figuur 8 toont een voorbeeld van een elektrisch verwarmbare vortexgenerator, die een afzonderlijk verwarmingselement, zoals bij sommige motoren wordt toegepast als starthulp overbodig maakt. Een afzonderlijk verwarmingselement omvat veelal een geïsoleerde 30 serpentinevorming gebogen metalen strip, waardoor een elektrische stroom 10 wordt gevoerd en die in het luchtinlaatkanaal van een motor is opgesteld. Het verwarmingselement heeft echter uitsluitend tijdens het starten van de motor een nuttige functie, doch vormt na het starten slechts een obstakel in de luchtstroom. Dit bezwaar kan ondervangen worden door toepassing van 5 een tevens als verwarmingselement uitgevoerde vortexgenerator.
Het in figuur 8 getoonde voorbeeld betreft een vortexgenerator 70 met in een van een venturi voorzien metalen huis in paren opgestelde wervelelementen 71 t/m 76. In dit voorbeeld zijn drie paren 71,72; 73,74; 75,76 van wervelelementen toegepast, waarbij de wervelelementen van een 10 paar met de in het centrale gebied van het huis liggende tippen met elkaar zijn verbonden op soortgelijke wijze als hiervoor beschreven en als getoond in de figuren 1 t/m 5. De met elkaar verbonden tippen van elk paar liggen vrij van de tippen van de andere paren. De wervelelementen kunnen weer al dan niet flexibele vleugelelementen hebben of afgeschuinde randen of 15 dergelijke, zoals in verband met de andere figuren is beschreven. Het huis bestaat in dit voorbeeld uit vier secties 80, 81, 82, 83 die door zich van de ingangszijde naar de uitgangszijde van de vortexgenerator uitstrekkende spleten 84, 85, 86, 87 van elkaar zijn gescheiden. De spleten 85,86 en 87, die de respectieve secties 80 en 81, 81 en 82, en 82 en 83 van elkaar scheiden 20 zijn echter elektrisch met elkaar verbonden via de spleten overbruggende paren wervelelementen 75/76; 71/72 en 73/74, zodat tussen nog te beschrijven elektrische aansluitpunten 90,91 een stroomkring wordt gevormd. Voorts is het huis omsloten door een bus 84 van elektrisch isolerend materiaal. In dit voorbeeld is de isolerende bus 88 weer omsloten 25 door een metalen bus 89. De naast elkaar liggende secties 80 en 83 van het huis, die door de spleet 84 van elkaar zijn gescheiden, zijn elk voorzien van een elektrische aansluiting 90, 91, die een door een opening in de secties 80 respectievelijk 83 en corresponderende openingen in de isolerende bus 88 en in de metalen bus 89 en door een isolerende schijf 92 en 93 reikende 30 metalen pen of bout 94 respectievelijk 95 omvat.
11
De isolerende schijven vallen op gebruikelijke wijze, al dan niet met een borst, in een opening in de metalen bus en liggen tegen de isolerende bus. De bout of pen 94, 95 is voorzien van bevestigingsmiddelen, zoals bijvoorbeeld moeren 96, 97 voor een elektrische geleider. Het 5 geleidingstraject voor een van de elektrische aansluiting 90 naar de elektrische aansluiting 91 vloeiende stroom is schematisch met een onderbroken lijn 100 aangegeven en loopt van aansluiting 90 en sectie 80 via wervelelement 75 en het met de tip daarmee verbonden wervelelement 76 naar sectie 81; vervolgens van sectie 81 via wervelelementen 71 en 72 10 naar sectie 82 en van sectie 82 via wervelelementen 73 en 74 naar sectie 83 en aansluiting 91.
Opgemerkt wordt, dat na het voorgaande diverse modificaties en/of varianten voor de deskundige voor de hand liggen.
Zo kunnen vortexgeneratoren met meer of minder aantallen 15 wervelelementen dan in de getoonde en beschreven voorbeelden het geval is, zijn uitgevoerd. In het geval van een tevens als elektrisch verwarmingselement bruikbare vortexgenerator is in het algemeen tussen de wervelelementen van elk paar een spleet in het huis aangebracht, en is nog een extra spleet aangebracht tussen de van een elektrische aansluiting 20 voorziene, tot verschillende paren behorende, wervelelementen.
Voorts zijn diverse aspecten van de getoonde en beschreven vortexgeneratoren desgewenst afzonderlijk of in andere combinaties toepasbaar. Een de doorstroomweerstand verlagende coating kan bijvoorbeeld ook bij een vortexgenerator zonder venturi-werking worden 25 toegepast. Hetzelfde geldt voor een als verwarmingselement bruikbare vortexgenerator of voor de toepassing van een spleet in het huis en/of van schroefdraad op het huis.
Dergelijke modificaties worden geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen.
Claims (16)
1. Vortexgenerator voor het creëren van een gecontroleerde werveling in een fluïdumstroom, welke vortexgenerator een huis met een doorstroomkanaal voor een fluïdumstroom omvat, welk doorstroomkanaal een kanaalwand en een centrale zone heeft, en een aantal zich vanaf de 5 kanaalwand naar de centrale zone uitstrekkende wervelelementen, waarbij de kanaalwand is voorzien van een in het doorstroomkanaal reikende, door een in de doorstroomrichting gezien geleidelijk tot een grootste waarde toenemende en vervolgens weer afnemende wanddikte gevormde uitstulping voor het verkrijgen van een venturi-effect, en waarbij de wervelelementen 10 elk een bladvormig lichaam omvatten met een langwerpige basis, die in een zich in hoofdzaak schuin op de doorstroomrichting van het kanaal uitstrekkende langwerpige verbindingszone met de kanaalwand is verbonden, welke verbindingszone zich in de doorstroomrichting gezien uitstrekt van een vóór de grootste waarde van de wanddikte gelegen punt 15 tot een voorbij de grootste waarde van de wanddikte gelegen punt, en waarbij de vortexgenerator uit één stuk materiaal is vervaardigd.
2. Vortexgenerator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het bladvormige lichaam van een wervelelement aan het in de doorstroomrichting voorbij de grootste waarde van de wanddikte gelegen einde is 20 voorzien van een vleugelsectie, die een grotere hoek maakt met de doorstroomrichting dan de basis.
3. Vortexgenerator volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de genoemde vleugelsectie van het bladvormige lichaam van een wervelelement niet met de kanaalwand is verbonden en met de rest van het 25 bladvormige lichaam is verbonden via een buigzone, die het mogelijk maakt, dat de vleugelsectie onder invloed van een door de vortexgenerator stromend fluïdum ten opzichte van het bladvormige lichaam verzwenkt.
4. Vortexgenerator volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de buigzone is gevormd door toepassing van een plaatselijk geringere materiaaldikte.
5. Vortexgenerator volgens één der voorgaande conclusies 1 t/m 4, 5 met het kenmerk, dat de wervelelementen zijn opgesteld in een aantal paren van telkens twee naburige wervelelementen, waarvan de bladvormige lichamen met van de kanaal wand afgekeerde tips aan elkaar zijn verbonden, en dat tussen de met elkaar verbonden tips van verschillende paren een vrije tussenruimte aanwezig is.
6. Vortexgenerator volgens conclusie δ, met het kenmerk, dat de tips smal zijn ten opzichte van de basis.
7. Vortexgenerator volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vortexgenerator middels een freesbewerking is vervaardigd uit een massief blok materiaal.
8. Vortexgenerator volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de vortexgenerator is vervaardigd uit aluminium.
9. Vortexgenerator volgens één der conclusies 1 t/m 7, met het kenmerk, dat de bladvormige lichamen van de wervelelementen zowel in de doorstroomrichting als in een richting van de kanaalwand naar de tip 20 gebogen zijn.
10. Vortexgenerator volgens één der conclusies 1 t/m 9, met het kenmerk, dat het bladvormige lichaam van een wervelelement is voorzien van een aantal doorboringen waarvan de hartlijn in hoofdzaak evenwijdig is aan de hartlijn van het doorstroomkanaal.
11. Vortexgenerator volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het huis is voorzien van een zich van een ingangseinde naar een uitgangseinde van het doorstroomkanaal uitstrekkende spleet, die het mogelijk maakt de vortexgenerator voor montage/demontagedoeleinden enigszins samen te knijpen.
12. Vortexgenerator volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het huis althans deels is voorzien van uitwendige schroefdraad.
13. Vortexgenerator volgens één der voorgaande conclusies, met het 5 kenmerk, dat althans de kanaalwand en de wervelelementen zijn voorzien van een op microscopische schaal enigszins ruwe coating.
14. Vortexgenerator volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de wervelelementen en het huis van elektrisch geleidend materiaal zijn vervaardigd en dat de wervelelementen zijn opgesteld in een 10 aantal paren van telkens twee wervelelementen, waarbij de wervelelementen van een paar in de centrale zone met elkaar zijn verbonden, doch de paren in de centrale zone van elkaar geïsoleerd zijn opgesteld, waarbij het huis is omsloten door elektrisch isolerend materiaal en voorts ter plaatse van twee naast elkaar liggen wervelelementen van verschillende 15 paren is voorzien van twee elektrische aansluitingen, waarbij het huis is voorzien van telkens tussen twee wervelelementen van hetzelfde paar aangebrachte doorgaande spleten en van een tussen de twee elektrische aansluitingen gelegen doorgaande spleet, teneinde de vortexgenerator als elektrisch verwarmingselement te kunnen gebruiken.
15. Vortexgenerator volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de wervelelementen in de centrale zone zijn verbonden met een naaforgaan, met het kenmerk, dat het naaforgaan aan de ingangszijde van het doorstroomkanaal een spitse punt heeft.
16. Inwendige verbrandingsmotor met tenminste één verbrandings-25 kamer en tenminste één daarmee verbonden inlaatkanaal en/of uitlaatkanaal gekenmerkt door tenminste één in een inlaat- en/of uitlaatkanaal geplaatste vortexgenerator volgens één der voorgaande conclusies. 30
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2002675A NL2002675C2 (nl) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Vortexgenerator. |
PCT/NL2010/050157 WO2010110665A1 (en) | 2009-03-26 | 2010-03-26 | Vortex generator |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2002675A NL2002675C2 (nl) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Vortexgenerator. |
NL2002675 | 2009-03-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL2002675C2 true NL2002675C2 (nl) | 2010-09-28 |
Family
ID=41165636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL2002675A NL2002675C2 (nl) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Vortexgenerator. |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL2002675C2 (nl) |
WO (1) | WO2010110665A1 (nl) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2005274C2 (nl) * | 2010-08-26 | 2012-02-28 | Gimo Holding B V | Vortexgenerator. |
DE112013007793B4 (de) * | 2012-08-10 | 2024-01-25 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Vorrichtung zum mischen eines abgasstroms |
DE102020114484B3 (de) | 2020-05-29 | 2021-11-11 | Audi Aktiengesellschaft | Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Verbrennungskraftmaschine sowie Kraftfahrzeug mit flüssigkeitsgekühlter Verbrennungskraftmaschine |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1473508A (en) * | 1921-09-20 | 1923-11-06 | J C Smith | Mixing device |
GB658619A (en) * | 1949-07-29 | 1951-10-10 | Alfred Joseph Langham | Improvements in or relating to fuel oil burners |
FR1006671A (fr) * | 1948-02-03 | 1952-04-25 | Appareil à turbulence pour admission d'air canalisé | |
US3813854A (en) * | 1972-07-07 | 1974-06-04 | N Hortman | Centrifugal separator having axial-flow vortex generator |
US20030226539A1 (en) * | 2002-06-05 | 2003-12-11 | Kim Jay S. | Fluid swirling device for an internal combustion engine |
US7267098B1 (en) * | 2006-08-19 | 2007-09-11 | Addy Tasanont | Vortex generating air intake device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR920004745Y1 (ko) | 1990-06-12 | 1992-07-18 | 김세영 | 내연기관의 흡배기 회전장치 |
KR200279840Y1 (ko) | 2002-01-28 | 2002-06-28 | 김세영 | 내연기관의 흡배기 회전장치용 날개 |
-
2009
- 2009-03-26 NL NL2002675A patent/NL2002675C2/nl active
-
2010
- 2010-03-26 WO PCT/NL2010/050157 patent/WO2010110665A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1473508A (en) * | 1921-09-20 | 1923-11-06 | J C Smith | Mixing device |
FR1006671A (fr) * | 1948-02-03 | 1952-04-25 | Appareil à turbulence pour admission d'air canalisé | |
GB658619A (en) * | 1949-07-29 | 1951-10-10 | Alfred Joseph Langham | Improvements in or relating to fuel oil burners |
US3813854A (en) * | 1972-07-07 | 1974-06-04 | N Hortman | Centrifugal separator having axial-flow vortex generator |
US20030226539A1 (en) * | 2002-06-05 | 2003-12-11 | Kim Jay S. | Fluid swirling device for an internal combustion engine |
US7267098B1 (en) * | 2006-08-19 | 2007-09-11 | Addy Tasanont | Vortex generating air intake device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010110665A1 (en) | 2010-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL2002675C2 (nl) | Vortexgenerator. | |
US3517821A (en) | Deflecting element for centrifugal separators | |
US6158412A (en) | Air turbulence generator of internal combustion engines | |
US8827210B2 (en) | Engine nacelle of an aircraft comprising a vortex generator arrangement | |
US8814496B2 (en) | Device for reducing the drive power requirements of a watercraft | |
EP3109153B1 (en) | Swept gradient boundary layer diverter | |
US20150292476A1 (en) | Vortex generators aligned with trailing edge features on wind turbine blade | |
JP2006177341A (ja) | タービンエンジンのガイドベーンおよびステータベーン | |
TWI637881B (zh) | 用於降低船舶驅動功率需求的裝置 | |
JP2007046598A (ja) | ノズル及びガスタービンエンジン | |
RU2565641C2 (ru) | Структура для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела в текучей среде, ее применение, содержащее такую структуру тело, проточный канал, реактивный двигатель и приводное устройство, содержащее такое тело, и пленка для такого тела | |
JP3088005U (ja) | 内燃機関の吸排気スワール生成用翼、内燃機関の吸排気スワール生成装置及び内燃機関 | |
EP2803402B1 (en) | Electrically heated catalyst | |
JPS62243931A (ja) | ナセル構造体 | |
US20170088255A1 (en) | Embedded dielectric structures for active flow control plasma sources | |
US2764373A (en) | Heated vortex generator | |
KR20150048824A (ko) | 송풍 장치 | |
JP2019085097A (ja) | 逆推力モードにおいて付着流をもたらす鋸歯状後縁部を備えたファンカウル | |
EP2672064B1 (en) | Turbine engine and aerodynamic element of turbine engine | |
KR100942237B1 (ko) | 내연기관 흡기 효율 개선장치 | |
JP2016222043A5 (nl) | ||
US11236759B2 (en) | Contoured fan blades and associated systems and methods | |
CA2761510C (fr) | Capot pour tuyere de turbomachine muni de motifs a ailettes laterales pour reduire le bruit de jet | |
JP5496805B2 (ja) | 吸気冷却装置 | |
Becheffar et al. | The fluid flow characteristics around a triangular grooved cylinder |