SE534435C2 - Nav - Google Patents

Abstract

Ett nav for ett termiskt hjul hos en rotationsvärrneväxlare är tillhandahållet.Navet har en cylindrisk och longitudinell kropp med en centralt inriktad ochlongitudinellt sträckande hålighet eller genomgående hål for mottagande av en stödaxel,vilken stödaxel bär upp det termiska hjulet hos rotationsvärmeväxlaren, varvidåtminstone ytan hos den cylindriska och longitudinella kroppen som är vänd mot stödaxeln är av ett polymeriskt material. Vald för publicering: Fig. 1

Description

25 30 534 435 ytterligare syfte att åstadkomma ett mångsidigt nav som lätt kan justeras att passa olika storlekar av terrniska hjul. Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett nav som är billigare att tillverka men som fortfarande har tillräckliga egenskaper för den specifika användningen. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett nav som ger reducerad energiförbrukning under rotationsvärrneväxlarens drift. /l Enligt en första aspekt av uppfinningen är ett nav för ett termiskt hjul hos en rotationsvärmeväxlare tillhandahållet, som har en cylindrisk och longitudinell kropp med en centralt inriktad och longitudinellt sträckande hålighet eller genomgående hål för mottagande av en stödaxel, vilken stödaxel bär upp det terrniska hjulet hos rotationsvärmeväxlaren, varvid åtminstone ytan hos den cylindriska och longitudinella kroppen som är vänd mot stödaxeln är av ett polymeriskt material.

Navet kan vara helt gjort av polymeriskt material vilket är fördelaktigt eftersom navet kan tillverkas med enkla processer och eftersom materialkostnadema reduceras.

Det polymeriska materialet kan vara ett termoplastiskt material och det termoplastiska materialet kan vara POM. Navet kan därmed tillverkas genom formsprutning, vilket är en välkänd och kostnadseffektiv process.

Den cylindriska och longitudinella kroppen kan innefatta en cylindrisk enhet som sträcker sig längs en rotationsaxel hos det termiska hjulet, varvid den cylindriska enheten har en första ände innefattande håligheten eller det genomgående hålet och organ för sammankoppling av nämnda cylindriska enhet till ett drivsystem, och en änddel innefattande en hålighet eller genomgående hål för mottagande av stödaxeln, varvid änddelen är införbar i den cylindriska enheten vid en andra ände som är motstående den första änden. Detta är fördelaktigt eftersom tillverkning underlättas.

Den cylindriska enheten kan innefatta ett topografiskt mönster vid sin invändíga yta så att änddelen är förhindrad från att föras in bortom nämnda mönster, Detta säkerställer att montering kan utföras av slutanvändaren eftersom oavsiktlig montering förhindras av mönstret. Änddelens tjocklek kan vara antingen lika med eller dubbelt så stor som avståndet mellan mönstret och den andra änden. Därför kan änddelen användas för stängning av den öppna änden eller för att bilda en mellanliggande del för sammankoppling av två cylindriska kroppar. 10 15 20 25 30 35 534 435 Den första änden hos den cylindriska enheten kan innefatta en centralt inriktad hålighet eller ett genomgående hål och åtminstone ett excentriskt anordnat urtag. Detta underlättar monterandet av det termiska hjulet på navet. Änddelen kan innefatta en central del som sträcker sig från en första sida till en andra sida, minst en sektor som sträcker sig radiellt från den centrala delens första sida, och minst en sektor som sträcker sig radiellt från den centrala delens andra sida, varvid den centrala delen och sektorema bildar en cirkulär änddel. Änddelen kan vidare innefatta tre sektorer som sträcker sig radiellt från den centrala delens första sida, och tre sektorer som sträcker sig radiellt från den centrala delens andra sida, varvid varje sektor som sträcker sig radiellt från den första sidan är anordnad i nära vinkelanslutning till två sektorer som sträcker sig radiellt från den andra sidan. Dessutom kan varje sektor som sträcker sig radiellt från den första sidan sammanföras med en sektor som sträcker sig radiellt från den andra sidan genom en enhet som sträcker sig från den forsta sidan till den andra sidan. Detta är fördelaktigt eftersom änddelen kan bära två longitudinella kroppar så att kraften på änddelen fördelas jämnt över den första och andra sidan, vilket leder till en rigid och motståndskraftig konstruktion.

Navet kan vidare innefatta en andra cylindrisk enhet som sträcker sig längs en rotationsaxel hos det terrniska hjulet, varvid den cylindriska enheten har en första ände som innefattar håligheten eller det genomgående hålet, varvid änddelen är samtidigt införbar i den cylindriska enheten och den andra cylindriska enheten, så att den bildar en koppling mellan de cylindriska enheterna. Nav av olika dimensioner kan därför tillhandahållas på ett enkelt och flexibelt sätt.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Hädanefter kommer uppfinningen att beskrivas med referens till de bifogade ritningama, varvid: Fig. l är en perspektivvy av ett termiskt hjul hos en rotationsvärrneväxlare.

Fig. 2 är en perspektivvy av ett nav enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning; Fig. 3 är en sprängvy av ett nav enligt en utföringsfonn av föreliggande uppfinning; och Fig. 4 är en sprängvy av ett nav enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning; och F ig. 5 är en delvis sprängvy av ett nav enligt ännu en ytterligare utföringsfonn av föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 35 534 435 BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Med hänvisning till Fig. 1 visas ett tenniskt hjul 10 hos en rotationsvärmeväxlare. Det terrniska hjulet 10 är bildat av ett centralt nav 100 och en matris 200 som är förbundet med navet 100. Navet 100 är en longitudinell och tubformig kropp som har en central hålighet för en stödaxel (ej visad). Stödaxeln bär upp det terrniska hjulet 10 i en driftposition varvid det termiska hjulet 10 är tillåtet att rotera relativt stödaxeln. Navet 100 har en utvändig yta som är vänd mot matrisen 200 och det termiska hjulet l0 är företrädesvis monterat i ett hölje (ej visat) så att en rotationsvärmeväxlare bildas. Ytterligare komponenter är således nödvändiga, vilka inkluderar ett drivsystem, tätningar och tillhandahållandet av ett fluidflöde. Eftersom rotationsvärmeväxlare är välkända kommer inte de fysikaliska principema för drift att beskrivas i detalj.

Drivsystemet (ej visat) innefattar vanligen en elektrisk motor utformad att rotera 0,5 till 20 varv i minuten. Rotationsaxeln hos den elektriska motom är förbunden med en remskiva som driver en ändlös rem. Den ändlösa remmen är vidare förbunden med det termiska hjulet 10, antingen vid dess omkrets eller genom ett lager som är kopplat till navet 100. När den elektriska motom drivs kommer därför även det terrniska hjulet 10 att rotera. Ett kontrollsystem kan också tillhandahållas för reglering av rotationshastigheten hos det termiska hjulet 10. Detta är fördelaktigt i användningsområden där rotationshastigheten kräver övervakning för optimering av värmeväxlarens effektivitet.

Med hänvisning till F ig. 2 visas ett nav 100 enligt en utföringsfonn. Navet 100 har en invändig yta, dvs. en yta som under drifl är vänd mot stödaxeln, av ett polymeriskt material. Föreliggande uppfinnare har överraskande funnit att ett nav av polymeriskt material fortfarande tillgodoser lagerkraven på små rotationsvärmeväxlare.

På så vis kan små kullager utelämnas i sådana små rotationsvärmeväxlare. För att undvika komplicerade lamineringssteg är navet 100 bekvämt nog helt gjort av polymeriskt material. På så vis kan navet 100, i sin helhet eller i form av navdelar som sätts ihop till navet 100, gjutas, såsom formsprutas, vilket resulterar i en enkel och kostnadseffektiv tillverkningsprocess. Det är emellertid inom uppfinningens koncept att tillverka navet 100 från en kärna i ett annat material än polymeriskt material, varefter kärnan kläs med ett polymeriskt material. Det polymeriska materialet kan lämpligen vara ett plastmaterial. F öreträdesvis är plastmaterialet ett termoplastiskt material. När det polymeriska materialet är ett termoplastiskt material kan materialet återanvändas när 10 15 20 25 30 35 534 435 navet 100 har använts tillräckligt länge. Terrnoplastiska material underlättar även tillverkningsprocessen och kvaliteten på navet på grund av formbarheten som gör formsprutning möjlig, vilket i sin tur leder till förbättrad ytkontroll och därmed minskad risk för ojämn drift. När det termoplastiska materialet är en acetalbaserad plast såsom POM (polyoxymetylen), uppnås ytterligare fördelaktiga effekter genom (i) den höga kemiska resistensen och resistensen mot bashydrolys, vilket leder till ovillig reaktion med miljösubstanser, resulterande i att vänneväxlaren blir mer lämplig för ett förbättrat antal inställningar; och (ii) den låga vattenabsorptionen som leder till minskad risk för metalloxidation i gränssnittet mellan det termiska hjulet och navet.

Navet 100 innefattar en longitudinell och cylindrisk enhet 110 som har en ytterdiameter motsvarande innerdiametem hos det termiska hjulet 10. Därför kan den cylindriska enheten 110 införas och passas med det termiska hjulet 10. Den cylindriska enheten 1 10 har en första ände 112 och en öppen andra ände 114. Den första änden 112 har en centralt inriktad och longitudinellt sträckande hålighet eller ett genomgående hål 116 och åtminstone ett urtag 118 som är excentriskt inriktad. Den cylindriska enheten 110 innefattar ytterligare ett longitudinell spår 1 19, som sträcker sig från ena änden till den andra på utsidan av den cylindriska enheten 1 10. Urtaget 118 och spåret 1 19 tillhandahålls för underlättníng av montering och övervakning av rotationsmatrisen, vilket ytterligare kommer att beskrivas senare.

Med hänvisning till Fig. 3 innefattar navet 100 ytterligare en cirkulär änddel 120a som är införbar i den öppna änden 1 14 hos den cylindriska enheten 1 10. Änddelen 120a har en centralt inriktad hålighet eller ett genomgående hål 122 som är inriktat med det genomgående hålet hos den första änden, när änddelen 120a sätts in i den cylindriska enheten 1 10.

När det monterade navet är anordnat inuti det termiska hjulet kommer navet att medge att en rotationsrörelse överförs från navet till det termiska hjulet, eller tvärtom.

Navet är således förbundet med en central axel som sträcker sig genom navet via de centralt inriktade genomgående hålen 116, 122. Det termiska hjulet kan därmed rotera relativt stödaxeln med hjälp av drivsystemet. Drivsystemet kan antingen vara förbundet med den yttre Omkretsen hos det terrniska hjulet eller till navet, med hjälp av remmen. Änddelen 120a har en central del 124 som innesluter det genomgående hålet 122, vilken central del 124 sträcker sig från en första sida 126 till en andra sida 128.

Sektorer 130, 132 är anordnade mellan den centrala delen 124 och änddelens 120 omkrets. Tre sektorer l30a, b och c är anordnade vid den första sidan 126 hos änddelen 120, och sträcker sig radiellt vinkelrätt mot det genomgående hålets 122 axel. Dessutom 10 15 20 25 30 35 534 435 är tre sektorer 132a, b och c anordnade vid änddelens 120 andra sida 128, och sträcker sig radiellt vinkelrätt mot axeln hos det genomgående hålet 122. Varje sektor 130a-c, 132a-c är 60° bred.

Varje sektor 130a-c som är anordnad vid första sidan 126 är anordnad nära två sektorer l32a-c som är anordnade vid andra sidan 128 och de är förbundna med dessa sektorer genom en kopplingsenhet 134 som sträcker sig vinkelrätt mot axeln hos det genomgående hålet 122 och vinkelrätt mot sektorema 130, 132.

De relativa dimensionema hos änddelen 120a kan varieras. Exempelvis kan den centrala delens 124 radie göras större och radien hos varje sektor 130, 132 kan på motsvarande vis göras mindre. Detta kan vara fördelaktigt genom att massan hos änddelen 120 görs större och på så vis ökar förmågan att bära tyngd. I en altemativ utföringsforrn kan den centrala delen 124 göras mindre så att den endast innesluter det genomgående hålet 122. Detta kan vara en fördel i fall där tyngden att bära är liten eñersom vikten och materialkostnaderna kan reduceras.

I alternativa utföringsforrner varieras antalet sektorer 130, 132 från två och uppåt. I sådana utföringsformer är antalet sektorer 130 som sträcker sig från första sidan 126 lika med antalet sektorer som sträcker sig från andra sidan 128. Dessutom är vinkelbredden hos sektorema huvudsakligen den samma.

Omkretsen hos änddelen 120a är anpassad att passa den invändiga ytan hos den öppna änden 114 hos den cylindriska enheten 1 10. Av denna anledning är innerdiametem hos den cylindriska enheten 110 aningen förstorad vid den öppna änden 114 genom en perifer kant 115. Den invändiga ytan hos den öppna änden 114 innefattar vidare ett topografiskt mönster 140 som är anordnat vid den törstorade innerdiarnetem.

Mönstret 140 har ett antal perifera utskjutningar 142 som är lika med totala antalet sektorer 130, 132, där varje utskjutning har samma vinkelbredd som sektorema 130, 132. Utskjutningarna 142 är åtskiljda av ett avstånd som är lika med tjockleken hos kopplingsenheten 134. Bredden hos varje utskjutning är vidare utformad att vara lika med, eller något mindre än det axiella avståndet mellan de invändiga ytorna hos de två motsatta sektorema 130, 132. Änddelen 120a är utformad att passa med den invändiga ytan hos den cylindriska enheten 110 så att änddelen 120a förhindras att röra sig både axiellt och radiellt.

I en andra utföringsform som visas i Fig. 4, är tjockleken hos änddelen 120b dubbelt så stor som änddelen 120a som visas i Fig. 3, det vill säga dubbelt så stor som avståndet mellan den öppna änden 114 hos den cylindriska enheten l 10 och kanten där 10 15 20 25 30 534 435 innerdiametern hos den cylindriska enheten 1 10 ändras. När änddelen 120b förs in i en cylindrisk enhet 110 kommer därför hälften av änddelen 120b att sträcka sig utanför den cylindriska enheten 110 och denna del kan på så vis sättas in i en andra cylindrisk enhet 110. Detta visas i Fig. 5.

När två cylindriska enheter 110 sarnmankopplas är den mellanliggande delen 120b utformad att passa med den invändiga ytan hos den cylindriska enheten 1 10 så att den mellanliggande delen 120b förhindras att röra sig både axiellt och radiellt. Som en konsekvens blir de cylindriska enheterna 110 fästa och är förhindrade att röra sig relativt varandra.

Med tillgång till änddelama l20a, b som har olika tjocklek kan nav av olika längd enkelt sättas ihop. Som en konsekvens kan ett antal olika tjockleker hos termiska hjul enkelt passas genom kombination av standardmässiga navdelar.

I det följande kommer att scenario beskrivas vari en navtillverkare tillverkar cylindriska enhetema 110 med en längd av 100 respektive 150 mm. Änddelama l20a, b med en tjocklek av 10 respektive 20 mm tillverkas också. Genom att montera en cylindrisk enhet och en 10 mm änddel eller genom att sätta ihop två cylindriska enheter via en 20 mm änddel, kan nav av 100, 150, 200, 250 eller 300 mm längd sättas ihop.

I det följande kommer en metod för tillhandahållande av ett terrniskt hjul hos en rotationsvärmeväxlare beskrivas. I ett första steg tillhandahålls skikt av foliematerial.

Sådant material kan till exempel vara ett första plant skikt och ett andra korrugerat skikt, anordnat ovanpå det plana skiktet. Skiktens material kan vara valfritt material som är lämpligt för terrniska hjul, såsom rent aluminium, aluminium klätt med epoxi för användning i nedbrytande miljöer, eller aluminium som är kemiskt behandlat med för att tillhandahålla ett hygroskopiskt eller ett adsorptivt material. Materialskikten är skurna till att ha en bredd som motsvarar den slutliga tjockleken hos det termiska hjulet.

I andra utföringsforrner kan skiktmaterialet vara papper eller kartong, tyg eller polymeriskt material.

I ett följande steg tillhandahålls ett nav enligt vad som beskrivits ovan. Navet är monterat antingen genom en ensam cylindrisk enhet och en motsvarande änddel eller genom att sarnmankoppla två cylindriska enheter genom en mellanliggande änddel som fungerar som en kopplingsenhet.

Navet monteras sedan på en drivutrustning som är kopplad till de excentriska urtagningarna hos den stängda änden av navet. En fri ände av materialskikten är vidare fäst i det longitudinella spåret hos den cylindriska enheten. 10 534 435 När drivutrustningen aktiveras kommer navet att rotera och materialskikten kommer att rullas på navet. Navet roteras tills radien av det tenniska hjulet är lika med ett lörutbestämt värde eller tills materialskikten är helt upprullade pâ navet. Efier detta kan ett hölje tillhandahållas för att förhindra den fria änden av materialskikten att förflyttas från det termiska hjulet. Hölj et kan exempelvis tillhandahållas som de yttersta varven av skiktmaterial som limmas ihop eller som ett band eller annat polymeriskt material.

Föreliggande uppfinning har beskrivits ovan med hänvisning till specifika utfóringsfonner. Andra utföringsforrner än de ovan beskrivna är emellertid möjliga inom ramen for uppfinningen. Uppfinningen är endast begränsad av de bifogade patentkraven.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 534 435 “i PATENTKRAV

1. Ett nav (100) för ett terrniskt hjul hos en rotatíonsvärmeväxlare, varvid navet (100) har en cylindrisk och longitudinell kropp (l 10, 120) med en centralt inriktad och longitudinellt sträckande hålighet eller genomgående hål (116) för mottagande av en stödaxel, vilken stödaxel bär upp det termiska hjulet hos rotatíonsvärmeväxlaren, varvid åtminstone ytan hos den cylindriska och longitudinella kroppen (110, 120) som är vänd mot stödaxeln är av ett polymeriskt material, varvid den cylindriska och longitudinella kroppen innefattar en cylindrisk enhet (1 10) som sträcker sig längs en rotationsaxel hos det tenniska hjulet, varvid den cylindriska enheten (1 10) har en första ände (1 12) innefattande håligheten eller det genomgående hålet (116) och organ (1 18) för sarnrnankoppling av nämnda cylindriska enhet till ett drivsystem, och en änddel (120) innefattande en hålighet eller genomgående hål (122) för mottagande av stödaxeln, varvid änddelen (120) är införbar i den cylindriska enheten (110) vid en andra ände (114) som är motstående den första änden (1 12).

2. Nav enligt patentkravet 1, varvid navet (100) är helt gjort av ett polymeriskt material.

3. Nav enligt patentkravet 2, varvid det polymeriska materialet är ett termoplastiskt material.

4. Nav enligt patentkravet 3, varvid det terrnoplastiska materialet är POM.

5. Nav enligt patentkravet 1 till 4, varvid den cylindriska enheten (110) innefattar ett topografiskt mönster (115, 140) vid sin invändiga yta så att änddelen (120) är förhindrad från att föras in bortom nämnda mönster (1 15, 140).

6. Nav enligt patentkravet 5, varvid änddelens (120) tjocklek är antingen lika med eller dubbelt så stor som avståndet mellan mönstret (1 15, 140) och den andra änden (114).

7. Nav enligt något av patentkraven l till 6, varvid den första änden (112) hos den cylindriska enheten (110) innefattar en centralt inriktad hålighet eller genomgående hål (116) och åtminstone ett excentriskt anordnat urtag (118). 10 15 20 25 534 435 /0

8. Nav enligt något av patentkraven 1 till 7, varvid änddelen (120) innefattar en central del (124) som sträcker sig från en första sida (126) till en andra sida (128), minst en sektor (130) som sträcker sig radiellt från den centrala delens (124) första sida (126), och minst en sektor (132) som sträcker sig radiellt från den centrala delens (124) andra sida (128), varvid den centrala delen (124) och sektorema (130, 132) bildar en cirkulär änddel (120).

9. Nav enligt patentkravet 8, varvid änddelen (120) innefattar tre sektorer (130 a-c) som sträcker sig radiellt från den centrala delens (124) forsta sida (126), och tre sektorer (l32a-c) som sträcker sig radiellt från den centrala delens (124) andra sida (128), varvid varje sektor (l30a-c) som sträcker sig radiellt från den första sidan (126) är anordnad i nära vinkelanslutning till två sektorer (1 32a-c) som sträcker sig radiellt från den andra sidan (128).

10. Nav enligt patentkravet 8 eller 9, varvid varje sektor (130) som sträcker sig radiellt från den första sidan ( 126) är sammankopplad med en sektor (132) som sträcker sig radiellt från den andra sidan (128) genom en enhet (134) som sträcker sig från den första sidan (126) till den andra sidan (128).

11. Nav enligt något av patentkraven 1 till 10, vidare innefattande en andra cylindrisk enhet (110) som sträcker sig längs en rotationsaxel hos det terrniska hjulet, varvid den cylindriska enheten (110) har en första ände (112) som innefattar håligheten eller det genomgående hålet (116), varvid änddelen (120b) är samtidigt infórbar i den cylindriska enheten (1 10) och den andra cylindriska enheten (1 10), så att den bildar en koppling mellan de cylindriska enhetema (1 10).