SE535779C2 - Don med självverkande ventil för variabel strypning av flöden - Google Patents

Description

25 30 535 779 väggar och fönster blir större utnyttjas endast 100 W for uppvärmning av 10 I/s luft (närvaroflöde), resterande 250 W reducerar värmebehovet från radiatorer. Om värmelaster i rummet (solinstrålning) stiger ökar flödet av 15 gradig luft. (Komfortdonation utan kylbafflar.) For att kunna utnyttja denna metod ar det en absolut förutsättning att tilluftsdonet kan sprida 15 gradig luft på ett dragfritt sätt inom hela flödesintervallet.

Detta är den i särklass mest kostnadseffektiva energibesparingsåtgärden i fastigheter.

Sedan flera år tillbaka har sökanden patenterat don med lamellteknik, inbyggd elektronik och motor som styr flödet i fastigheter på ovanstående sätt med mycket gott resultat.

Två sådana lösningar finns beskrivna i de svenska patenten SE 520 293 C2 och SE 520 294 C2.

Den första lösningen (SE 520 293 C2) handlar om ett don med en rörledning och en inmatningsöppning samt en utmatningsöppning och ett stryporgan med en strypyta. Stryporganet och utmatningsöppningen är anordnade i förhållande till varandra så att stryporganet kan ställas in till olika avstånd från utmatningsöppningen. Detta kan ske antingen manuellt eller genom en drivanordning. Genom ändring av avståndet mellan stryporganet och utmatningsänden till rörledningen regleras luftflödet genom donen.

Den andra lösningen (SE 520 294 C3) avser en lösning som till viss del liknar den första, men som introducerar två eller flera lameller som agerar som strypytor för luften som lämnar rörledningens utmatningsände. Ju mindre avståndet är mellan dessa strypytor givet ett konstant luftflöde genom utmatningsänden desto lägre ljudnivå uppnås i utrymmet där donet är inbyggt. upphängningsorgan som möjliggör variation av avståndet mellan lamellerna Dessa lameller är dessutom kopplade till varandra genom beroende på om luftflödet minskar eller ökar.

Denna lösning ar dock relativt dyr for kontorslandskap, konferensrum, skolsalar och köpcentra där många don arbetar tillsammans. 10 15 20 25 30 535 779 Har man dock behov av flexibla lokaler där väggar tillkommer eller förändras med tiden är sökandens nuvarande lösning (som beskrivits ovan) kostnadseffektiv. För kontorsrum är den alltid kostnadseffektiv.

För att sänka kostnaderna for installationer har man utfört många anläggningar med konventionella don som har en gemensam flödesregulator som styr flödet till ett antal don. Problemet med sådana lösningar är att det med tillförsel av undertempererad luft kommer att uppstå "kallras" som förorsakar drag om flödet understiger 40-50 % av maxflödet for det specifika donet. Energibesparingen blir ganska liten om man inte kan reducera flödet till mer an 50 % (radiatorn måste värma överskottet av kall luft). Om donets maxflöde är större än utnyttjat maxflöde blir besparingsmöjligheten ännu mindre.

Det finns på marknaden ett don (Flipper) som öppnar spalter efterhand som flödet ökar for att undvika "kallras".

Donet finns beskrivet i den internationella publicerade patentansökningen WOO3/001124. Installationskostnaden for donet blir relativt stor p.g.a. att kanalsystemet blir ganska omfattande då varje don inte klarar ett luftflöde som är större än 40 l/s med låg ljudnivå. Dessutom medför en jämn fördelning av luftflödet mellan många don en påtaglig svårighet p.g.a. att donen förutsätter ett lågt kanaltryck. Vid lågt kanaltryck och hög lufthastighet i stamkanal hinner inte luftmolekylerna att vika av i tillräcklig omfattning in i förgreningar till enskilda don.

Det finns därmed ett behov av ett energieffektivt don för reglering av luftflöden till olika utrymmen, där ett sådant don både är kompatibelt med befintliga ventilationsanläggningar, konstadseffektivt och kapabelt att reglera stora luftflöden genom ventilationssystemet.

SAMMANFATTNlNG AV UPPFlNNlNGEN 10 15 20 25 30 535 779 Dessa och andra problem löses genom ett don för reglering av flöden enligt patentkrav 1.

Närmare bestämt är föreliggande uppfinning relaterad till ett don för variabel strypning av flöden innefattande en inmatningsände och en utmatningsände, ett första stryporgan som uppvisar en första strypyta mot nämnda utmatningsände för reglering av flödet genom nämnda don, där strypytan åtminstone är lika stor som utmatningsändens tvärsnittsyta och där det första stryporganet är lutbart anordnat i förhållande till utmatningsänden.

Fördelen med lösningen enligt uppfinningen är flödeshastigheten ut ur donet bibehålls även vid låga flöden så att det inte uppstår "kallras".

En annan fördel med donet enligt uppfinningen är att om temperaturen på tillförd luft på är 15 grader C stiger den till 21 grader C inom 1,5 m, då luften transporteras från donkanten längs taket oberoende av flödesmängd. Donen klarar ett flödesområde från 4-100 l/s med en ljudnivå på max 27 dB(A).

Utgångshastigheten på luften är hög inom hela flödesområdet så att det uppstår en kraftig medinjektion av rumsluft som värmer utströmmande luft.

Flödesmängden regleras så att det uppstår temperaturjämvikt i rummet vid inställt börvärde för temperaturen.

För kontorslandskap, konferensrum, skolsalar och köpcentra där många don arbetar tillsammans kan man därigenom sänka kostnaderna för installation om man har en flödesregulator som styr flödet till ett antal självverkande don som klarar att sprida 15 gradig luft på ett dragfritt sätt inom hela flödesintervallet och har ett billigt utförande (utan motor, elektronik och kabelanslutning).

FIGURBESKRIVNING Fig. 1 visar en första utföringsform av föreliggande uppfinning i en sidovy med maximalt avstånd mellan ringen och stryporganet. 10 15 20 25 30 535 779 Fig. 2 visar samma utföringsform som Fig. 1 men i läget där avståndet mellan ringen och stryporganet är minimalt.

Fig. 3 visar en andra utföringsform av föreliggande uppfinning i en sidovy med minimalt avstånd mellan ringen och stryporganet.

Fig. 4 visar utföringsformen från Fig. 3 sedd underifrån.

Fig. 5 visar en tredje utföringsform av uppfinningen i en sidovy BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Vi vill göra läsaren uppmärksam på att följande beskrivning avser utföringsformer som är tänkta att illustrera uppfinningens funktion och inte att begränsa den till enbart dessa exempel. Till syvende och sist är uppfinningen enbart begränsad av de bifogade patentkravens skyddsomfång.

Fig. 1 visar en första utföringsform av donet 100 enligt föreliggande uppfinning. Donet 100 består av en anslutningsstos 130 (till lådan i vilken donet befinner sig) som är ansluten till en plan ring 132 i inre kanten av ringen. Tanken är att hela lådan i vilken donet befinner sig skall kunna anslutas till taket l det utrymme där donet är avsett att reglera luftflödet.

Anslutningsstosen 130 skall då kunna föras in det för ventilationen avsedda uitaget i taket. Det är dock fullt möjligt att ansluta donet 100 till ett befintligt ventilationshål i taket utan stosen 130.

Under stosen 130 med ringen 132 finns ett skivformat stryporgan 136 med en strypyta 135 som åtminstone är lika stor tvärsnittsytan 150 till anslutningsstosen 130. I den i figuren illustrerade utföringsformen är stryporganets 136 strypyta 135 lika stor som den genom den plana ringen 134 definierade ytan plus anslutningsstosens 130 tvärsnittsyta 150. Även om 10 15 20 25 30 535 779 strypytan 135 kan vara större eller mindre, är normalt större än anslutningsstosens 130 tvärsnittsyta 150.

Fördelen med en sådan storlek på strypytan 135 är att man skapar en stor strömningsyta för luftströmmen som passerar genom stosen 130 och strypytan 135 och en stor luftspalt mellan de två, vilket möjliggör högre luftflöden om sådana skulle behövas.

Stryporganet 134 är upphängt och anslutet via en hävarm 112 med vikt 110.

Hävarmen 112 är upphängd i fäste (ej visat) och kan vara anordnad ovanför (Fig. 1) eller under (Fig. 3) stryporganet 136. Det bör nämnas att donet 100 i Fig. 1 visas enbart med en sådan hävarm 112 och vikt 110. Stryporganet 136 kan dock vara kopplat till fler hävarmar och vikter som det framgår av Fig. 4 nedan. Stryporganet 136, som i Fig. 1 är skivformat, kan ha vilken form som helst. Det kan till exempel ha en rektangulär form. Strypytan 135 kan vara slät, plan eller buktig.

Vikten 110 kan vara fast eller rörlig. Syftet med en rörlig vikt 110 är att kunna ställa in stryporganets 136 känslighet för ändringar i luftflöden genom donet via inställning av hävarmens 112 vridmoment. Med fördel kan vridmomentet ställas in genom att vikten 110 är rörligt anordnad på en glidskena 116. Om vikten 110 flyttas närmare upphängningspunkten på hävarmen 112 blir stryporganet 136 på grund av det lägre vridmomentet känsligare för variationer i luftflödet genom stosens 130 utmatningsände 122 .

På samma sätt blir stryporganet 136 okänsligare mot ändringar i luftllödet genom stosens 130 utmatningsände 122 ju längre vikten 112 flyttas ifrån hävarmens 112 upphängningspunkt på grund av det högre vridmomentet.

Mellan ringen 132 och stryporganet 136 finns en mellanring 134 som också är upphängd i hävarmen 114 men på ett avstånd till den plana ringens 132 nedre yta som är kortare än avståndet mellan strypytan 135 och den plana ringens 132 nedre yta. Det medför att mellanringen 134 alltid kommer att befinna sig mitt emellan den plana ringen 132 och skivan 136.

Mellanringen 132 fungerar också som ett andra stryporgan för flödet genom ventilens 100 utmatningsände 122, där strypningen av flödet sker längs 10 15 20 25 30 535 779 mellanringens strypyta 133 samt utrymmena mellan den plana ringen 132 och mellanringen 134 samt mellanringen 134 och strypdonet 136.

Genom att placera en mellanring mellan stryporganet 136 och den plana ringen 132 minskar man ljudnivån betydligt. Ljudnivån ökar med 1 dB(A) 1 m under donet vid 100 l/s i förhållande till bakgrundsnivån. Utan mellanringen 134 ökar ljudnivån med 2,5 dB(A) trots att öppningen ökas med ca 50 %, vilket medför att lufthastigheten (kastlängden) reduceras. Sökanden har för tillfället ingen bra teoretisk förklaring på varför mellanringen 134 minskar ljudnivån utan konstaterar att alla experimentella försök visar att Iamelltekniken, dvs. en mellanring 135 och ett stryporgan 136 som definierar en horisontell luftspalt, fungerar bra.

Det bör dock nämnas i sammanhanget att uppfinningen fungerar även utan mellanringen 134, men då med högre ljudnivå och kortare kastlängd.

Donet 100 innefattar vidare ett begrånsningsorgan i form av en underplåt 138 som är förbunden med ringen 132 via ett antal upphängningsorgan 140.

Begränsningsorganet 138 bildar skydd och stabilitet för rörliga detaljer samt begränsar rörelseområdet för stryporganet 136.

Luftflödet genom inmatningsänden 120, stosen 130 och utmatningsänden 122 pressar ner skivan 136, vilket skapar ett avvägt lufttryck som driver ut luften längs taket i ett rum med god hastighet. Lufttrycket är inställbart med vikterna 110 enligt vad som beskrivits ovan. Nlan kan ställa in vikterna 110 så att donet är minimalt öppet vid noll flöde eller vid mycket låga flöden (säg 4 l/s) genom utmatningsänden 122 och maximalt öppet vid stora flöden (säg i närheten av 100 l/s). Efter inställningen reagerar donet passivt på ändringar i flödet genom utmatningsänden 122, dvs. donet är själwerkande.

Stryporganets 136 stora strypyta 135 och nästan försumbara friktionskrafter på hävarmen 112 medför att lufthastigheten blir nästan konstant inom hela flödesområdet. Detta flödesområde kan vara definierat som flöden inom intervallet 4-100 l/s. Denna lösning uppfyller krav på mycket låga ljudnivåer vid stora flöden - något som sökanden anser inte uppnås med don tillgängliga på marknaden. 10 15 20 25 30 535 779 Dessutom kan flödet i en viss riktning begränsas för att undvika "flödeskrockar" med andra don så att det inte uppstår drag. Genom att placera en eller flera distanser 142 på den undre plåten 138 hindras stryporganet 136 öppna mer än distansen tillåter. Stryporganet 136 kan luta med avseende på sin viloposition i vilken den är parallell med stosens 130 tvärsnittsyta 150. När man då placerar en eller flera distanser 142 enligt vad som visas i Fig. 1 så kommer vid högre flöden genom utmatningsänden stryporganet 136 att luta mer på den sida där inga distanser finns utplacerade, eftersom flödet kommer huvudsakligen att passera där.

Fördelen med distanserna är att de på ett enkelt sätt kan anordnas även efter att ventilen 100 monterats i taket på det utrymme som skall ventileras.

Fig. 1 visar situationen där donet 100 befinner sig i ett läge någonstans mellan stängt och helt öppet. I detta läge erhålls ca 100 lls. Återstående avstånd utnyttjas för att kunna ”titta” stryporganet 136 utan att ljudnivån ökar.

F lg. 2 visar samma don 100 i nästan stängt läge. Man kan definiera ett stängt läge för donet 100 då luftflödet genom stosens 130 utmatningsände 122 är noll eller mycket lågt. Då kan donet 100 vara inställt så att det vertikala avståndet mellan stryporganet 136 och ringen 132 är noll i det fall där man inte använder mellanringen 134. I de fall där det finns en mellanring 134 insatt mellan ringen 132 och stryporganet 136 är donet stängt när detta avstånd är lika med mellanringens 134 tjocklek.

På samma sätt kan man definiera ett helt öppet läge för donet 100 när luftflödet genom stosens 130 utmatningsände 122 är maximalt. Då är avståndet mellan stryporganet 136 och begränsningsorganet 138 lika med noll.

Fig. 3 visar en andra utföringsform av donet 100 då vikten 110 är placerad under distansen 138. Donet är skyddat av en kåpa 160 som också har en estetisk funktion att dölja vikten 110. 10 15 20 25 30 535 779 Som man kan se ur Fig. 3 befinner sig donet i ett läge som är nära det stängda donläget enligt definitionen som getts ovan.

Fördelen med denna utföringsform är att stryporganets 136 känslighet för varierande luftströmmar genom stosens 130 utmatningsände 122 kan lätt ställas in utan att hela donet 100 måste monteras ned från taket.

Utföringsformen i Fig. 1 skulle då kunna användas i de fall där enbart e_n justering av stryporganets 136 känslighet behövs eller där denna justering inte behöver göras särskilt ofta.

Fig. 4 visar utföringsformen från Fig. 3 sedd underifrån.

I figuren syns fyra vikter 110, 160, 170 och 180 och fyra par hävarmar 112, 114; 162, 164, 172, 174 och 182, 184 tillhörande varje vikt. Vikterna kan vara fasta eller rörligt anordnade på respektive skena på samma sätt som beskrivits tidigare i Fig. 1. Vikterna 11, 160, 170 och 180 har samma funktion som beskrivits tidigare i Fig.1 - nämligen att ställa in motsvarande hävarms vridmoment och därmed påverka stryporganets 136 känslighet för ändringar i flödet genom donets 100 utmatningsände 122. Vidare kan vikterna och hävarmarna vara anordnade på ovansidan av stryporganet 136 (som visas i Fig. 1) eller nedanför det (se Fig. 3). Uppfinningen är inte begränsad till någon specifik geometrisk form av donet 100 och andra former för stryporganet 136, mellanringen 134 och den plana ringen 132 är tänkbara än enbart den ringformade eller cirkelformade. De skulle kunna vara kvadratiska, triangulära, trapezformade eller ha formen av en n-hörning.

Fig. 5 visar en tredje utföringsform av uppfinningen där donet 200 är monterat mot en sidovägg 230 och där flödet ut från donet 200 sker genom sidoväggen till det utrymme som skall ventileras.

Skillnaden med denna utföringsform är att den är anpassad för montering i sidoväggar så som det ibland är fallet med ventilationsdon i vissa europeiska länder. l figuren syns en anslutningskanal 220 varigenom donet 200 är kopplat till det övriga ventilationssystemet (ej visat). Vidare innefattar donet 200 ett strypdon 236 och en mellanring 234 som är mycket lika strypdonen 535 ?79 10 och mellanringarna som visats i figurerna 1-4. Medan strypdonet 236 och mellanringen är kopplade till vikter 282 och 262 via respektive hävarm 284 och 264 så sker flödet ut från donet i enbart en riktning, dvs. i den genom pilarna i Fig. 5 angivna riktningen genom öppningen i sidoväggen 230. Det skall nämnas att donet 200 med fördel är installerat nära taket till det utrymme som skall ventileras av donet 200 på det sätt som visas i figuren För övrigt är donets 200 funktion i princip identisk med donet 100 som visats i de tidigare figurerna och kommer inte att förklaras närmare..

Claims (15)

1. 0 15 20 25 30 535 779 11 PATENTKRAV

2. 1. Don med själwerkande ventil (100) för variabel strypning av flöden innefattande en inmatningsände (120) och en utmatningsände (122), ett första stryporgan (136) som uppvisar en första strypyta (135) mot nämnda utmatningsände (122) för reglering av flödet genom nämnda don, där strypytan (135) åtminstone är lika stor som utmatningsändens tvärsnittsyta (150) och där det första stryporganet (136) är upphängt via flera hävarmar (112, 162, 172, 182) varigenom det första stryporganet (136) är vertikalt rörligt anordnat i förhållande till utmatningsänden (122) så att avståndet mellan det första stryporganet (136) och utmatningsänden (122) ökar när flödet ökar och lutbarl anordnat i förhållande till utmatningsänden (122). .

3. Don enligt krav 1, vidare innefattande flera ställdon för variabel inställning av trögheten hos stryporganets (136) rörelse orsakat av flödet genom utmatningsänden (122). .

4. Don enligt krav 2, där varje nämnda ställdon innefattar åtminstone en vikt (110, 160, 170, 180) för inställning av ställdonets tyngdpunkt. .

5. Don enligt krav 2 eller 3, där varje nämnda ställdon innefattar en skena (116) och där vikten (110, 160, 170, 180) är rörligt anordnad på skenan (116). _ Don enligt något av kraven 1-4, vidare innefattande ett andra stryporgan (134) mellan utmatningsänden (122) och det första stryporganet (136), där det andra stryporganet (134) är rörligt anordnat i förhållande till utmatningsänden (122) och det första stryporganet (136) och innefattar en andra strypyta (133) som är mindre än det första stryporganets (136) första strypyta (135). 10 15 20 25 30 535 779 12

6. Don enligt krav 5, där den andra strypytan (133) är ringformad.

7. Don enligt något av kraven 2-6, där det första stryporganet (136) är kopplat till flera ställdon via nämnda flera hävarmar (112, 162, 172, 182).

8. Don enligt något av kraven 5-7, där det andra stryporganet (136) är kopplat till flera ställdon via flera hävarmar (114, 164, 174, 184).

9. Don enligt något av kraven 2-8, där nämnda ställdon är anordnade nedanför det första stryporganet (136).

10.Don enligt något av kraven 7-9, där varje hävann (112, 162, 172, 182, 114, 164, 174, 184) är inställningsbar via vikten (110, 160, 170, 180).

11.Don enligt något av kraven 2-8 och 10, där nämnda ställdon är anordnade ovanför det första stryporganet (136).

12.Don enligt något av kraven 5-11, där donet (100) är anordnat att befinna sig i ett stängt läge vid ett visst minimiflöde genom utmatningsänden (122), där avståndet mellan det första (136) och andra stryporganet (134) är minimalt.

13. Don enligt krav 12, där donet (100) är anordnat att befinna sig i ett öppet läge då flödet genom utmatningsänden (122) är större än minimiflödet.

14. Don enligt något av kraven 1-13, vidare innefattande ett begränsningsorgan (138) anpassat att definiera det maximala avståndet mellan det första stryporganet (136) och utmatningsänden (122). 535 779 13

15. Den enligt krav 14, vidare innefattande åtminstone en distans (142) anordnat mellan begränsningscrganet (138) och stryporganet (136) för begränsning av flödet mellan utmatningsänden (122) och strypørganet (136) i en fördefinierad riktning.