SI24261A - Variabilna predkomora - Google Patents

Abstract

Variabilna predkomora po izumu je izdelana kot pločevinasta škatla pravokotnega prereza, ki ima na eni strani priključno cev za vstopni zrak in je na nasprotni strani pritrjena na razvodno komoro in ima približno na sredini predkomore (2) ob gornji steni os (9), ki je nameščena tako, da je v neposredni bližini gornje stranice in je vležajena na stranskih stranicah predkomore (2) ter je na osi (9) obešena loputa (1) tako, da je njena svoboda gibanja od vertikale do skoraj horizontale v smeri izstopa zraka, ter da ima predkomora (2) na strani izhoda zraka v spodnjem delu in vzporedno k spodnji steni izdelan prekat (7), katerega plošča je pritrjena na nasprotni vertikalni steni predkomore (2) in je od spodnje stene oddaljen od 10 odstotkov do 50 odstotkov višine predkomore (2), pri čemer prekat (7) sega na izstopni strani do prirobnice (10), v notranjost pa toliko, daje minimalno oddaljen od vrtljivo gibajoče lopute (1).

Description

Variabilna predkomora

Predmet izuma je variabilna predkomora z loputo, ki sodi v področje mehanike fluidov. Uporablja se v napravah zračenja, gretja in hlajenja prostorov. Variabilna predkomora na osnovi razlike tlakov, oziroma pretoka, odpira določene prekate. Loputa je samoregulacij ska, tako, da ne potrebuje nobene regulacije. Variabilna predkomora je v napravah zračenja, gretja in hlajenja prostorov vgrajena med dovodnim kanalom in razvodno komoro. Razvodna komora je sestavljena iz večih prekatov, ki glede na odprtost lopute usmerjajo zrak na linijski difuzor ali kak drugačen zračni distribucijski element. Variabilna predkomora z loputo je lahko vezana tudi na kakšen drugačen razvodni element in tako postopoma skrbi za enakomeren razvod zraka ali kakega drugega fluida.

Znana je konstrukcija variabilne predkomore podjetja Trox. Ta ima variabilno predkomoro na linijskem difuzorju, ki pa ima le dva prekata. Z začetno nastavitvijo uteži na osi lopute, se določi režim odpiranja drugega prekata, ko preseže zadostno spremembo tlaka oziroma zadosten pretok skozenj. Ta rešitev je značilna po tem, da ima prosto odprtino na predkomori speljano na celoten red linijskega difuzorja, razen v primeru, ko gre za enoreden linijski difuzor, kjer je speljana odprtina na sredinski segment reže. Os lopute prenaša vrtilni moment, ki se spreminja z ročico na kateri je utež, tako, da določimo pretok pri katerem se začne odpirati drugi prekat.

Pomankljivost takih predkomor je njena kompleksnost izdelave in potrebno prednastavljanje za zagotavljanje pravilnega delovanja.

Problem, ki je bil temelj za razvoj takšnega variabilnega elementa je zagotavljanje ustrezne dometne razdalje v različnih temperaturnih in pretočnih režimih. Pri čemer je poudarek na samodejnosti delovanja brez kasnejšega določevanja ustrezne točke delovanja za pravilno delovanje.

Omenjeni problem je po predloženem izumu optimalno rešen s tem, da ja že v osnovi načrtovan tako, da pri minimalnem pretoku skrbi za čim večji domet, pogojeno s površino izstopne odprtine, ki pa ne sme predstavljati prevelikega tlačnega padca na distributivnem elementu.

-2Izum bo opisan na osnovi izvedbenega primera in slik, ki prikazujejo:

Slika 1: Variabilna predkomora po prvem izvedbenem primeru v stranskem prerezu,

Slika 2: Variabilna predkomora po prvem izvedbenem primeru v projekciji,

Slika 3: Variabilna predkomora po drugem izvedbenem primeru v stranskem prerezu s prostim prekatom zgoraj,

Slika 4: Variabilna predkomora pritrjena na razvodno komoro,

Slika 5: Variabilna predkomora pritrjena na razvodno komoro z masko oziroma difuzorjem.

Variabilna predkomora po izumu po prvem izvedbenem primeru po slikah 1 in 2 je izdelana kot pločevinasta škatla pravokotnega prereza, ki ima na eni strani priključno cev 3 za vstopni zrak 19 in na drugi, za zrak izstopni strani, prirobnico 10 za pritrditev na razvodno komoro

11. Nasproti stoječe stene predkomore 2 so si torej vzporedne, sosednje pa medseboj pravokotne. Približno na sredini predkomore 2 v smeri zraka je ob gornji steni os 9 nameščena tako, da je v neposredni bližini gornje stene in je vležajena na stranskih stenah predkomore 2. Na osi 9 je obešena loputa 1 tako, daje njena svoboda gibanja kot 20, to je približno od vertikale, ki jo določa težnost zaradi teže lopute 1 do skoraj horizontale v smeri izstopa zraka, ki jo določa dinamični tlak zraka. Loputa 1 po globini sega od gornje stene predkomore 2 pa do razdalje od 10% do 50% od spodnje stene predkomore 2. Predkomora 2 po izumu ima na strani izhoda zraka v spodnjem delu izdelan prekat 7, ki tvori odprtino 4. Prekat 7 je vzporeden spodnji steni predkomore 2 ali je do nje nagnjen pod kotom do 3° in sicer se dviguje od prirobnice 10 proti notranjosti predkomore 2. Nevzporednost prekata 7 je narejena zaradi boljšega tesnenja med loputo 1 in prekatom 7 ter z namenom preprečevanja gibanja lopute v napačno smer in s tem možnosti zatikanja ob rob prvega prekata 7. Prekat 7 je v izvedbenem primeru pločevinasta plošča, pritrjena na nasprotni vertikalni steni predkomore 2. Prekat 7 je od spodnje stene oddaljen od 10% do 50% višine predkomore 2. Prekat 7 sega na izstopni strani do prirobnice 10, v notranjost pa toliko, da je minimalno oddaljen od vrtljivo gibajoče lopute 1. Predkomora po izvedbenem primeru in slikah 1 in 2 ima dodan drugi prekat 8 ki tvori odprtino 5. Drugi prekat 8 je nad prvim prekatom 7 in njemu vzporeden in od spodnje stene oddaljen od 20% do 60% višine predkomore 2. Prekat 8 sega na izstopni strani do prirobnice 10, v notranjost pa toliko, daje minimalno oddaljen od

-3vrtljivo gibajoče lopute 1, oziroma da lopute 2 ne ovira pri njenem krožnem gibanju. Predkomora po izumu ima lahko od enega do več prekatov.

Variabilna predkomora po izumu je element razvoda fluida, prednostno zraka in regulacije pretoka zraka v sistemih za prezračevanje. Princip delovanja temelji na odklonu lopute 1 za določen kot 20 pri določenem pretoku oziroma spremembi tlaka, skozi variabilno predkomoro. Lastna teža lopute 1 določa pri kakšni razliki tlakov se bo vključila naslednja odprtina 5, ki je omejena s prvim 7 in drugim prekatom 8, in s tem omogoči, da se tok zraka porazdeli tudi na naslednjo odprtino 5 in tako tudi naprej na tretjo odprtino 6, s tem namenom, da se tlačni padec ne poveča nad določeno mejo. Koncept zagotavlja, da je izpih zraka na izstopu iz razvodne komore 11, čim bolj konstanten. Namen je, da bi bil vertikalni hitrostni profil čim bolj konstanten, oziroma predvidljiv, ne glede na spremembo pretoka in temperaturnih razmer zraka skozi difuzor 17. Horizontalni profil hitrosti pa je določen z razporeditvijo prekatov 15, 16 v razvodni komori 11.

Takoj, ko se loputa 1 premakne, začne odpirat drugo odprtino 5 in dovoljuje zraku, da potuje skozi drugo odprtino 5. Število prekatov 7, 8 je lahko večje, omejitev je le konstrukcija, oziroma prostor za pritrditev prekatov 7, 8, ki so v izvedbenem primeru krivljeni ter zanetani na ohišje predkomore 2. Presek odprtin 4, 5, 6 je zasnovan tako, da pri določenem pretoku, oziroma spremembi tlaka, usmerijo zrak na naslednjo odprtino in tako razbremenijo prvo prosto odprtino 4. Ko se pretok poveča nad to mejo, se začne odpirati naslednja odprtina 5, ki jo omejuje prekat 7 in prekat 8. Pri še povečevanju pretoka pa se vključi še tretja odprtina 6.

Z lastno težo lopute 1 je določeno, pri katerem pretoku bo imela loputa 1 odklon za določen kot 20. Lažja kot je loputa 1 bolj bo občutljiva na spremembo pretoka in je primernejša za manjše pretoke, oziroma manjše tlačne razlike med priključno cevjo 3 in izstopno odprtino na razvodni komori 12, 13, 14. Težja kot je loputa 1, večji pretok, oziroma večjo tlačno spremembo tlaka potrebuje, da se premakne za isti kot 20.

Glede na kot 20 lopute 1 pri določeni spremembi tlakov je narejena razporeditev prekatov 7, 8 v ohišju variabilne predkomore 2, ki je prednostno narejena iz jeklene pločevine. Predkomora je zasnovana tako, da dovoljuje pretok skoznjo tudi pri minimalnem pretoku. To dovoljuje prva prosta odprtina 4, ki ni v obsegu lopute 1 in jo od druge odprtine 5 loči prvi prekat 7. Drugo odprtino 5 in tretjo odprtino 6 med seboj loči drugi prekat 8, ki je prednostno prav tako kot prvi prekat 7 narejen iz jeklene pločevine ter zanetan na ohišje variabilne predkomore 2.

-4Prvi prekat 7 v variabilni predkomori je postavljen rahlo pod kotom, prednostno od 1 do 3° glede na spodnjo stranico ohišja predkomore 2, zaradi boljšega tesnenja ter z namenom preprečevanja gibanja lopute v napačno smer in s tem možnosti zatikanja ob rob prvega prekata 7.

Pri pritrditvi prekatov 7, 8 z metodo netanja je potrebno biti previden, daje jeklena pločevina krivljena tako, da je pritrditveno mesto stran od mesta gibanja lopute 1, ker bi to pomenilo veliko možnost zatikanja lopute 1 in tako nepravilnega delovanja. Ko loputa 1 pri povečevanju pretoka doseže tretjo odprtino 6, s tem zgornja meja pretoka še ni omejena, loputa 1 se le premakne za še večji kot in nemoteno pusti toku zraka, da gre skozi. Teoretično je maksimalni kot lopute 1 lahko 90°. Število prekatov, kot sta v našem primeru prvi prekat 7 in drugi prekat 8, prav tako ni omejeno, odvisno je od tega, koliko prostora za pritrditev imamo. Delitev prekatov lahko poljubno izberemo v času konstrukcije, glede na željeni režim odpiranja posameznih odprtin 5, 6.

V drugem izvedbenem primeru po sliki 3 je prosta odprtina 4 na zgornji strani variabilne komore. Približno na sredini predkomore 2 v smeri zraka je pod prvim prekatom 7 nameščena os 9 tako, da je v neposredni bližini notranjega roba prvega prekata 7 in je vležajena na stranskih stenah predkomore 2. Na osi 9 je obešena loputa 1 tako, daje njena svoboda gibanja kot 20, to je od vertikale, ki jo določa težnost zaradi teže lopute 1 do skoraj horizontale v smeri izstopa zraka, ki jo določa dinamični tlak zraka. Loputa 1 po globini sega tako od pritrditve prekata 7, ki je lahko od 10% do 50% od zgornje stene predkomore 2 do minimalne razdalje od spodnje stene predkomore 2. Predkomora 2 po tej izvedbi ima na strani izhoda zraka v zgornjem delu izdelan prekat 7, ki tvori odprtino 4. Prekat 7 je vzporeden spodnji steni predkomore 2. Prekat 7 je v izvedbenem primeru pločevinasta plošča, pritrjena na nasprotni vertikalni steni predkomore 2. Prekat 7 je od zgornje stene oddaljen od 10% do 50% višine predkomore 2. Prekat 7 sega na izstopni strani do prirobnice 10, v notranjost pa toliko, daje minimalno oddaljen od vsakokratne osi 9, na katero je pritrjena vrtljivo gibajoča loputa

1. Predkomora ima dodan drugi prekat 8, ki tvori s spodnjo steno ohišja predkomore 2 odprtino 5, na zgornji strani prekata 8 pa odprtino 6. Drugi prekat 8 je vzporeden prekatu 7 in od spodnje stene oddaljen od 10% do 40% višine predkomore 2. Prekat 8 sega na izstopni strani do prirobnice 10, v notranjost pa toliko, daje minimalno oddaljen od vrtljivo gibajoče lopute 1, oziroma da lopute 1 ne ovira pri njenem krožnem gibanju. Predkomora po izumu ima lahko od enega do več prekatov, ki jih na osnovi spremembe tlaka odpira loputa 1.

-5Loputa 1 se v konstrukciji po izumu uporablja na linijskem difuzoiju, katerega namen je vzdrževati zadosten domet zraka iz linijskega difuzorja pri različnih pretočnih in temperaturnih režimih. Funkcija variabilne komore je povečevanje in zmanjševanje iztopnega preseka na linijskem difuzorju za zagotovitev ustrezne izstopne hitrosti in s tem ustreznega dometa.

Pri linijskem difuzoiju na katerem je uporabljena razvodna komora 11, na katero je variabilna predkomora pritrjena s prirobnico 10 za pritrditev, vpliva odpiranje odprtin 12, 13, 14 na večanje izstopnega preseka reže difuzorja, prednostno lahko tudi redov difuzorja, in prav tako na bolj predvidljiv hitrostni profil iz difuzorja pri različnih pretokih. To omogoča, da ima tak distribucijski element bolj konstanten domet, ne glede na pretočne režime skozenj. Vsekakor pa je pretok navzgor omejen, ker posledično povzroči velik doprinos hrupa.

Po konstrukciji variabilne predkomore ni potrebno dodatno nastavljati režimov odpiranja, ker so že vnaprej določeni z delitvijo prekatov 7, 8. Če bi hoteli drugačno razmerje odpiranja bi lahko uporabili loputo 1 drugačne teže ali pa bi pri načrtovanju drugače razporedili prekate 7,

8.

Predkomora v kombinaciji z razdelitvijo prekatov 15, 16 v razdelilni komori 11 lahko odpira posamezne segmente izstopne reže oziroma odprtine 12, 13, 14. Odpiranje posameznih odprtin 5, 6 v variabilni predkomori nam določa kasnejšo razporeditev toka zraka na razvodni komori 11 ali kakem drugem razvodnem elementu. Pri razvodni komori 11 se v notranjosti prav tako nahajajo prekati 15, 16, ki skrbijo za razvod zraka iz komore 11 in so povezani s prekati v variabilni komori 5, 6. Razvodna komora 11 in prekati 15, 16 so prednostno narejeni iz jeklene pločevine, lahko pa bi uporabili tudi kak drug primeren material, enako velja za celotno konstrukcijo variabilne predkomore in razvodne komore 11.

Claims (8)

1. Variabilna predkomora ki je izdelana kot pločevinasta škatlja pravokotnega prereza, ki ima na eni strani priključno cev za vstopni zrak in je na nasprotni strani pritrjena na razvodno komoro, označena s tem, daje približno na sredini predkomore (2) ob gornji steni os (9) kije nameščena tako, daje v neposredni bližini gornje stranice in je vležejena na stranskih stranicah predkomore (2) ter je na osi (9) je obešena loputa (1) tako, daje njena svoboda gibanja približno od vertikale do skoraj horizontale v smeri izstopa zraka, ter da ima predkomora (2) na strani izhoda zraka v spodnjem delu izdelan prekat (7), katerega plošča je pritrjena na obe nasprotni vertikalni steni predkomore (2) in je od spodnje stene oddaljen od 10% do 50% višine predkomore (2), pri čemer prekat (7) sega na izstopni strani do prirobnice (10), v notranjost pa toliko, daje minimalno oddaljen od vrtljivo gibajoče lopute (1).

2. Variabilna predkomora po zahtevku 1, označena s tem, daje prekat (7) je od spodnje stene oddaljen od 10% do 50% višine predkomore (2).

3. Variabilna predkomora po zahtevkih 1 in 2, označena s tem, daje prekat (7) vzporeden spodnji steni predkomore (2) ali je do nje pod kotom do 3° in sicer se dviguje od prirobnice (10) proti notranjosti predkomore (2).

4. Variabilna predkomora po zahtevku 1, označena s tem, da loputa (1) po globini sega od gornje stene predkomore (2) pa do razdalje od 10% do 50% od spodnje stene predkomore (2).

5. Variabilna predkomora po zahtevkih od 1 do 3, označena s tem, da so nad prvim prekatom (7) še dodatni prekati (8).

6. Variabilna predkomora ki je izdelana kot pločevinasta škatlja pravokotnega prereza, ki ima na eni strani priključno cev za vstopni zrak in je na nasprotni strani pritrjena na razvodno komoro, označena s tem, daje pod prvim prekatom (7) nameščena os (9) tako, da je v neposredni bližini prvega prekata (7) in je vležajena na stranskih stenah predkomore (2) in je na osi (9) je obešena loputa (1) tako, daje njena svoboda gibanja kot (20), to je od vertikale, ki jo določa težnost preko teže lopute (1) do skoraj horizontale v smeri izstopa zraka, ki jo določa dinamični tlak zraka, pri čemer loputa (1) po globini sega tako od pritrditve prekata 7, kije lahko od 10% do 50% od zgornje stene predkomore (2) do minimalne razdalje od spodnje

-7stene predkomore (2) in ima predkomora (2) v zgornjem delu izdelan prekat (7), ki tvori odprtino 4, pri čemer je prekat (7) vzporeden spodnji steni predkomore (2) ter je prekat (7) je od zgornje stene oddaljen od 10% do 50% višine predkomore (2).

7. Variabilna predkomora po zahtevku 6, označena s tem, da ima dodan drugi prekat (8) ki tvori s spodnjo steno ohišja predkomore (2) odprtino (5) na zgornji strani prekata (8) pa odprtino (6), pri čemer je drugi prekat (8) od spodnje stene oddaljen od 10% do 40% višine predkomore (2) in prekat (8) sega na izstopni strani do prirobnice (10), v notranjost pa toliko, daje minimalno oddaljen od vrtljivo gibajoče lopute (1) tako da lopute (1) ne ovira pri njenem krožnem gibanju.

8. Variabilna predkomora po zahtevkih 6 in 7, označena s tem, da so na njeni spodnji strani lahko dodani še dodatni prekati (8).