SE0950029A1 - Induktionsapparat för sammanföring av luftflöden - Google Patents

Description

15 20 25 Ett annat problem är att nyttj andegraden av vänneväxlaren blir ojämn och dåligt op- timerad genom att det av primärluftdysorna genererade statiska undertrycket över den till värrneväxlaren anslutna ínloppsöppningen varierar över olika delar av dess area. Således är det statiska undertrycket i det närmaste 100 % i delen av inlopps- öppningens area närmast kanalväggen med primärluftdysorna, medan det statiska undertrycket går mot 0 % i delen av inloppsöppningens area som ligger längst bort från denna kanalvägg.

Tidigare kända induktionsapparater (fig. l) har således en krökt strömningsväg för sekundärlufien, vilket i kombination med ett ojämnt statiskt tryck över värmeväxlar- ytan medför att luften inte kan fördela sig jämnt över värmeväxlarytan.

Ett syfie med uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad induktionsapparat som inte är behäftad med de problem och nackdelar som ovan beskrivits hos hittills kän- da tekniska lösningar av det aktuella slaget.

Detta är möjligt med en induktionsapparat enligt uppfinningen som har de känne- tecknande särdragen i det självständiga patentkravet 1. Fördelaktiga vidareutveck- lingar och förbättringar av uppfinningen framgår av de osj älvständiga patentkraven samt av beskrivning och ritning.

Försök med datorsimulering (sk. CFD-simulering) som har utförts med induktions- apparaten enligt uppfinningen har visat att hastighetsiördelningen blir mycket järrm över sekundärluftsintaget.

Med konstruktionen enligt uppfinningen är strömningsvägarna genom induktions- apparaten raka från sekundärluftsintaget till utloppet med så lågt strömningsmot- stånd som möjligt för att maximera sekundärlufiflödet. I förekommande fall blir då 10 15 20 25 30 3 strömningen genom en ansluten värmeväxlare likformig, vilket leder till ett optimalt utnyttjande av värmeväxlarytan. i Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till bifogade schema- tiska ritning. På ritningen visar fig. 1 ett tvärsnitt genom en induktionsapparat av konventionellt slag, fig. 2 visar ett tvärsnitt genom en utforingsforrn av en induk- tionsapparat enligt uppfinningen med en induktionskanal, fig. 3a visar ett tvärsnitt av en ytterligare utforingsfonn försedd med en mellanvägg och två induktionskana- ler, fig. 3b och 3c är perspektivskisser som visar hur induktionsapparaten i fig. 3a kan utformas i sektioner, fig. 4 visar en variant av induktionsapparaten i fig. 3 med tre induktionskanaler och fig. 5 visar en ytterligare förbättrad utforingsforin av in- duktionsapparaten i fig. 3.

På ritningarna har lika detalj er och detaljer med samma funktion åsatts samma hän- visningsbeteckningar.

Fig. l visar en tidigare känd induktionsapparat 2 som har s.k. kanalbundna primär- luftdysor 4 utformade direkt i väggen av en primärluftskanal 6, som är förbunden med en ej visad frisklufisfläkt. Från kanalväggen med primärluftdysorna 4 och pa- rallellt med utströmningsriktningen for dessa sträcker sig en induktionskanal 8, som i sin kanalvägg i anslutning till primärluftdysorna 4 har ett via en värmeväxlare 10 anslutet sekundärluftsintag 12, mot ett for luftblandningen gemensamt utlopp 14.

Sekundärlufisintaget 12 är beläget tvärs prirnärluftdysornas 4 utströrnningsriktning.

Friskluttsfläkten åstadkommer medelst sitt fläkttryck jetstrålar genom dysoma 4, vilka i sin tur genererar ett statiskt undertryck över sekundärluftsintaget 12 och den därtill anslutna värmeväxlaren 10. Sekundärluften sugs därmed in genom sekundär- luftsintaget 12 och genom värmeväxlaren 10, där luften antingen kyls eller värms, varpå sekundärluften tvingas ändra riktning med ungefär 90 grader under uppbland- ning med primärluften innan luftblandningen äterförs till den omgivande luften ge- nom det gemensamma utloppet l4. Som tidigare nämnts varierar därmed det av pri- 10 15 20 25 30 4 märluftdysorna genererade statiska undertrycket över den till värmeväxlaren anslut- na inloppsöppningen över olika delar av dess area. Således är det statiska under- trycket i det närmaste 100 % i delen av inloppsöppningens area närmast kanalväg- gen med primärluftdysorna 4, medan det statiska undertrycket går mot 0 % i delen av inloppsöppningens area som ligger längst bort från denna kanalvägg.

F ig. 2 visar ett tvärsnitt genom en grundläggande utföringsform av en induktionsap- parat 20 enligt uppfinningen med en induktionskanal 21, som däremot sträcker sig väsentligen rakt från en uppströmsände med ett sekundärluítsintag 22 till en ned- strömsände med ett utlopp 24 och har en genom ändarna gående referenslinje A.

Strömningsvägama från uppströmsånden med sekundärluftsintaget 22 till nedström- sänden med utloppet 24 är därmed raka och parallella med referenslinjen A, vilket ger ett i förhållande till känd teknik väsentligt lägre strömningsmotstånd och därmed ett maximerat sekundärluftflöde. På ett fördelaktigt sätt erhålles dessutom, då en värmeväxlare 26 är ansluten till sekundärluftsintaget 22, på grund av de raka ström- ningsvägarna genom induktionsapparaten även en likformig strömning genom vär- meväxlaren 26, vilket leder till ett optimalt utnyttjande av hela värmeväxlarytan. Så- ledes är variationema i det statiska undertrycket mycket små och nära 100 % över hela inloppsöppningens 22 area.

Induktionsapparaten 20 enligt uppfinningen är likaså försedd med primärluftdysor i form av kanalbundna första öppningar 28, som kan vara utfonnade direkt i en första kanalvägg 29 mellan induktionskanalen 21 och en första primärluftskanal 30, som likaså är förbunden med en ej visad friskluftsfläkt. I denna utföringsforrn har den första kanalväggen 29 profilerats till väsentligen z-liknande form med ett tvärs refe- renslinjen A gående liv 32, i vilket resp. första öppning 28 är upptagen och varmed ett medströms riktat primärluftflöde Fl är införbart i induktionskanalen 21 med en relativt liten vinkel u på cza 0 - l0° mot referenslinjen A. Livet 32 är lämpligen be- läget på cza 1/ 3 av avståndet mellan sekundärluftsintaget 22 och utloppet 24. Från livet 32 sträcker sig en första skänkel av den första kanalväggen 29 divergerande 10 15 20 25 30 5 relativt en motstående andra kanalvägg 34 mot sekundärluftsintaget 22 och ansluter till dess avgränsning mot en yttervägg 36 av den första primärluftskanalen 30. Den andra kanalväggen 34 utgör sekundärluftsintagets 22 motstående avgränsning, var- igenom hela sekundärluftsintagets 22 tvärsnitt är öppet mot induktionskanalen. Från livet 32 i riktning mot utloppet 23 sträcker sig en andra skänkel av den första kanal- väggen 29 konvergerande relativt den andra kanalväggen 36 en ytterligare 1/ 3 på så sätt, att ett tvärsnitt som är mindre än halva sekundärluftsintagets tvärsnitt åstad- korns och vilket har ett väsentligen konstant tvärsnitt över den resterande 1/3 mot utloppet 24. Induktionskanalens 21 andra kanalvägg 36 kan ha en med detta tvärsnitt överensstärrnnande utsträckning. Sekundärluftsintaget 22 har därmed en area som är åtminstone dubbelt så stor som utloppet 24 och därmed bildas en venturi 38, vars venturieffekt bidrar till en större insugningseffekt i sekundärluftsintaget 22.

Fig. 3 a visar en ytterligare förbättrad utföringsforrn liknande den i fig. 2, med en tvåkanalig induktionsapparat 20' utförd av två spegelvända induktionsapparater 20 med en första induktionskanal 21 'och en andra induktionskanal 21", vilka har var sin tillhörande primärluftskanal, en första prirnärluftskanal 30'och en andra primär- luftskanal 30” med tillhörande första öppningar 28 '_ Varje andra kanalvägg 34 har här ersatts av en mellanvägg 38» som skiljer den första induktionskanalen 21 ' från den andra induktionskanalen 21 Med hjälp av mellanväggen 38 är det möjligt att fördela ut olika luftflöden till induktionskanalerna genom att t.ex. bestycka den för- sta primärluftskanalen 30'och den andra primärluftskanalen 30” med olika stora första öppningar 28'. Alternativt kan varje första öppning 28', eller en i varje induk- tionskanal blåsande grupp av första öppningar 28' på i sig känt sätt vara tillslutbar, för att möjliggöra avstängning av tex. den första induktionskanalen 21' medan den andra induktionskanalen 21” fortsatt är i drifi eller tvärt om. Regleringen av pri- märluft kan även på annat sätt styras mellan prirnärluftskanalerna, tex. genom spj ällreglering av inflödet till varje primärluftskanal eller genom användning av oli- ka fläktar som är individuellt reglerbara, för att skapa avsedd verkan. Ett exempel kan vara att den första primärluftskanalen 30' används för ett grundflöde och den 10 15 20 25 30 6 andra primärluftskanalen 30" och/eller ytterligare primärluftskanaler, som kommer att beskrivas senare med hänvisning till fig. 4, används för ett eller flera foreerings- flöden. I driítsfall med olika primärluftsflöden i resp. induktionskanal, medför mel- lanväggen 38 separata luttvägar för varje kanal och därmed en optimal induktion.

Mellanväggen kan även vara rörligt utformad, dvs. om den första primärluftskanalen 30' har mest primårluft, skall den första induktionskanalen 21' vara större, vilket så- ' ledes kan lösas genom att på något sig känt sätt förskjuta mellanväggen 38 i riktning mot den andra induktionskanalen 21 Fig. 3b och 30 är perspektivskisser som visar hur induktionsapparaten 20' i fig. 3a kan utformas i sektioner, där varje sektion 40 är lådfonnad med höjden H, djupet D och längden L och innefattar de två primärluñkanalema 30'; 30” och de två induk- tionskanalerna 21 '; 21 Som trarngår av fig. 3b kan den första kanalväggens 29" profilerade liv 32" exempelvis vara försedd men en grupp på tre första öppningar 28', som förbinder varje primärluftkanal med tillhörande induktionskanal. Således kan, som visas i fig. 3e, en induktionsapparat 20" därmed vara uppbyggd i modul- form av en eller flera sektioner 40, beroende på den kapacitet som krävs i det aktuel- la fallet. Genom moduluppbyggriaden i sektioner 40 kan en induktionsapparat 20" med höjden H, djupet D och längden n x L sättas samman av ett länipligt antal n sektioner 40 i överensstämmelse med det aktuella ventilations- och/eller konditione- ringsbehovet.

F ig. 4 visar en variant av induktionsapparat med tre induktionskanaler.

Enligt denna variant har en induktionsapparat 20 enligt den grundläggande uttö- ringsformen i fig. 2 slagits samman med en induktionsapparat 20' enligt utforings- formen i fig. 3 så att en trekanalig en induktionsapparat 20"' erhålles. Således har denna trekanaliga variant en första induktionskanal 21 ', en andra induktionskanal 21" och en tredje induktionskanal 21' ”, vilka har var sin tillhörande primärluftska- nal, en första primärlufiskanal 30', en andra prirnärluftskanal 30” och en tredje pri- märluftskanal 30"' med tillhörande första öppningar 282 Funktionen hos varje ka- l0 15 20 25 30 7 nal i denna variant är likvärdig med de tidigare utföringsfonnema och beskrivs där- för inte närmare här. Det påpekas att det för speciella behov naturligtvis även är möjligt att slå samman ett flertal enkanaliga och/eller tvåkanaliga och/eller treklana- liga med varandra, för att erhålla en induktionsapparat som uppfyller högt ställda krav på reglerbarhet medelst ett flertal olika flöden. ll synnerhet finns här en närmast obegränsad möjlighet att förutom reglering av en- skilda, eller grupper av, första öppningar 28', styra primärluften mellan de olika prirnärlufiskanalerna, t.ex. genom spjällreglering av inflödet till varje primärluftska- nal eller genom användning av olika fläktar som är individuellt reglerbara, för att skapa avsedd verkan. Ett exempel kan vara att den första primärlultskanalen 30' an- vänds för ett grundflöde och den andra primärluftskanalen 30” för ett forceringsflö- de till en första nivå och den tredje primärluftskanalen 30"' för ett forceringsflöde till en andra nivå och eventuella ytterligare primärluftskanaler för ytterligare ökning av forceringsflöden. I driftsfall med olika primärluftsflöden i resp. induktionskanal, medför mellanväggen 38"' eller likvärdiga mellanväggar separata luftvägar för var- je kanal och därmed en optimal induktion. Alternativt kan grnndflödet säkerställas medelsttvå eller flera primärluftskanaler, varpå forceringsflöden kan åstadkommas medelst valfritt ytterligare antal av primärluftskanaler.

Fig. 5 visar en ytterligare förbättrad utföringsforrn 20"” av induktionsapparaten i fig. 3a-c. Här har utformningen av varje induktionskanal förbättras ytterligare, ge- nom att den z-profilerade första kanalväggen 29 har ersatts av en slät vägg, för ytter- ligare minskning av strömningsmotständet och förbättra verkningsgraden. Således är en tredje induktionskanal 42 och en fjärde induktionskanal 42' utformade med var sin slät tredje vägg 44 resp. fjärde vägg 44' på var sin sida av en tillhörande, likaså slät mellanvägg, som for tydlighetens skull här benämnes skilj evägg 46. Från se- kundärluftsintaget 48 konvergerar varje slät tredje vägg 44 resp. slät fjärde vägg 44' till ett läge beläget på väsentligen 2/3 av avståndet till utloppet 50 och sträcker sig med väsentligen konstant tvärsnitt över den återstående 1/3 till utloppet. 10 15 20 25 Den till väsentligen z-liknande form profilerade första kanalväggen 29 med ett tvärs referenslinjen A gående liv 32, som delvis inkräktar på tvärsnittsarean hos resp. in- duktionskanal och i vilket resp. första öppning 28 är upptagen, har således ersatts av var sin slät tredje 44 resp. fiärde 44' vägg. Varje första öppning 28 i tidigare utfö- ringsforrner enl. fig. 2-4 har då ersatts av en som ett krökt rör utformad andra pri- märluftdysa 52, som i stället för livet 32 skjuter in ett stycke i resp. induktionskanal 42, 42 ' och kan vara konfigurerad på så sätt att primärluftflödet kan riktas parallellt med skiljeväggen 46 och referenslinjen A. Även varje andra prirnärluftdysa 52, eller en i varje induktionskanal blåsande grupp av andra prirnärlufidysor 52, kan på i sig känt sätt vara tillslutbar, för att möjliggöra avstängning av t. ex. den tredje induk- tionskanalen 42 medan den fiärde induktionskanal 42' fortsatt är i drift eller tvärt Om.

Konstruktionen enligt den förbättrade utföringsfonnen 20"' ' innebär, tack vare att endast de andra primärluftdysorna 52 punktvis skjuter in i den tredje och fjärde in- duktionskanalen 42, 42' genom de släta tredje 44 resp. fjärde 44' väggama, att de andra primärluftdysorna 52 påverkar strörnningsrnotståndet hos resp. induktionska- nal 42, 42' i väsentligt mindre grad i jämförelse med det tvärs referenslinjen A gå- ende livet 32 hos tidigare utföringsforiner. Även om induktionsapparaten i de olika utfñringsfonnerna beskrivits i samverkan med en värmeväxlare kan i förekommande fall, som fiarngår av värmeväxlarens streckade begränsningslinj er tvärs uppströmsänden, värrneväxlaren utgå och induk- tionsapparaten t.ex. användas for blandning av cirkulationslufi med friskluft i be- stämda proportioner.

Claims (10)

10 15 20 25 Patentkrav

1. Induktionsapparat för sammantöring av Iuftflöden omfattande åtminstone en med en primärluftskanal (30) samordnad induktionskanal (21) med en uppströmsände och en nedströmsände och en genom ändarna gående centrumlinje (A) och minst en med primärluftskanalen (30) i förbindelse stående, i induktionskanalen (21) med- Ströms mynnande, första öppning (28) för ett primärluftflöde (Fl), minst ett sekun- därluftsintag (22) rör intag av ett sekundärluftflöde (F2) till induktionskanalen (21) från ett rum som omger induktionsapparaten och minst ett utlopp (24) anordnat att återföra ett av primärluftflödet och sekundärluftflödet resulterande luftflöde (F3) till det induktionsapparaten omgivande rummet, kännetecknad av att sekundärlufisin- taget (22) är anordnat i uppströmsänden av induktionskanalen (21) och är väsentli- gen axiellt inriktat med dess centrumlinje (A).

2. Induktionsapparat enligt krav 1, känuetecknad av att varje första öppning (28) är anordnad på så sätt, att såväl primärluftflödet (F 1) i sig som det av detsamma gene- rade sekimdärluftflödet (P2) och det resulterande luftflödet (P3) är inriktade väsent- ligen parallellt med induktionskanalens centrumlinje (A).

3. Induktionsapparat enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att en längsgående mel- lanvägg (3 8) är anordnad i induktionskanalen på så sätt, att en första induktionska- nal (21 ') är utformad på den ena sidan av mellanväggen och en andra induktionska- nal (21") på den andra sidan av mellanväggen.

4. Induktionsapparat enligt krav 3, kännetecknar! av att varje induktionskanal (21 ', i 21") har var sin prirnärluftskanal (30', 30") med tillhörande första öppningar (28') för primärluften. 10 15 20 25 10

5. Induktionsapparat enligt krav 4, kännetecknad av att den första primärluttskana- len (30')och den andra primärluftskanalen (30") har olika stora forsta öppningar (28').

6. Induktionsapparat enligt krav 4, kännetecknad av att mellanväggen (3 8) är rör- lig.

7. Induktionsapparat enligt något av tidigare krav, kännetecknad av att minst en induktionskanal (21 ') är avstängbar medan minst en induktionskanal (21 ”) är i fort- satt drift och/eller att minst en induktionskanal (21') är insättbar i drift medan minst en induktionskanal (21 ") är i drift och/eller att det resulterande flödet (P3) hos varje induktionskanal (21', 21 ") är individuellt variabelt, i beroende av primärluftflödet genom tillhörande primärluftskanal (30 ', 30").

8. Induktionsapparat enligt något av tidigare krav, kännetecknad av att sekundär- luitsintaget (22) har en area som är åtminstone dubbelt så stor som arean hos utlop- pet (24).

9. Induktionsapparat enligt något av tidigare krav, kännetecknad av att en värme- växlare (26) är ansluten i serie med sekundärluftsintaget.

10. Induktionsapparat enligt något av tidigare krav, kännetecknad av att utloppet (24) är anordnat i nedströmsänden av induktionskanalen och är väsentligen axiellt inriktat med dess centrumlinje (A).