SE533440C2 - Induktionsapparat för sammanföring av luftflöden - Google Patents

Description

20 25 533 44Ü Ett annat problem är att nyttjandegraden av värmeväxlaren blir ojämn och dåligt op- timerad genom att det av primärlufidysoma genererade statiska undertrycket över den till värmeväxlaren anslutna inloppsöppningen 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 primärlufldysorna, 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 sekundärluften, vilket i kombination med ett ojämnt statiskt tryck över värmeväxlar- ytan medför att lufien inte kan fördela sig jämnt över värmeväxlarytan.

Ett syfte 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 saint av beskrivning och ritning.

Försök med datorsimulering (s.k. CFD-sirnulering) som har utförts med induktions- apparaten enligt uppfinningen har visat att hastighetsfórdelningen blir mycket järnn över selcimdärluftsintaget.

Med konstruktionen enligt uppfmningen är strömningsvägarna genom induktions- apparaten raka från sekundärlufisintaget till utloppet med så lågt strömningsmot- stånd som möjligt för att maximera sekundärlufiflödet. I förekommande fall blir då 10 15 20 25 30 533 440 3 strömningen genom en ansluten värmeväxlare likformig, vilket leder till ett optimalt utnyttjande av värmeväxlarytan.

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 utiöringsform av en induk- tionsapparat enligt uppfinningen med en induktionskanal, fig. 3a visar ett tvärsnitt av en ytterligare utfóringsfonn 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, ñg. 4 visar en variant av induktionsapparaten i fig. 3 med tre lnduktíonskanaler och tig. 5 visar en ytterligare lbrbättrad utíöringsforrn av in- duktionsapparaten i fig. 3.

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

Fig. 1 visar en tidigare känd induktionsapparat 2 som har s.k. kanalbundna primär- luftdysor 4 utformade direkt i väggen av en primärlufiskanal 6, som är förbunden med en ej visad friskluttsfläld. Från kanalväggen med primärlufidysoma 4 och pa- rallellt med utströnmingsriktningen för dessa sträcker sig en induktionskanal 8, som i sin kanalvägg i anslutning till primärluttdysorna 4 har ett via en värmeväxlare 10 anslutet sekundärlufisintag 12, mot ett för lufiblandningen gemensamt utlopp 14.

Sekundärluftsintaget 12 är beläget tvärs primärlufidysomas 4 utströmningsrikming.

Friskluftsfläkten 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. Sektmdärluften sugs därmed in genom sekundär- luftsintaget 12 och genom värmeväidaren 10, där lufien antingen kyls eller värms, varpå sekundärlufien tvingas ändra riktning med ungefär 90 grader under uppbland- ning med primärluften innan lufiblandningen âterfiirs till den omgivande luften ge- nom det gemensamma utloppet 14. Som tidigare nämnts varierar därmed det av pri- 10 15 20 25 30 533 440 4 märluftdysoma 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.

Fig. 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 sekundärluftsintag 22 till en ned- strömsände med ett utlopp 24 och har en genom ändarna gående referenslinje A.

Strömningsvägama från uppströnisänden 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 sekundärluñflöde. På ett fördelaktigt sätt erhålles dessutom, då en värmeväxlare 26 är ansluten till sekundärluflsiritaget 22, på grund av de raka ström- ningsvägarna genom induktíonsapparaten även en likforrnig strömning genom vär- meväxlaren 26, vilket leder till ett optimalt utnyttjande av hela värmeväxlarytan. Så- ledes är variationerna i det statiska undertrycket mycket små och nära 100 % över hela inloppsöppningens 22 area.

Induktionsapparaten 20 enligt uppfinningen är likaså försedd med primärlufidysor i form av kanalbundna första öppningar 28, som kan vara utformade direkt i en första kanalvägg 29 mellan induktionskanalen 21 och en första primärluftskanal 30, som likaså är förbunden med en ej visad fiisklultsfläkt. I denna utföringsfonn 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 prirnärlufiflöde Fl är införbart i induktionskanalen 21 med en relativt liten vinkel a på cza 0 - 10° mot referenslinjen A. Livet 32 är lämpligen be- läget på cza l/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 30 533 440 5 relativt en motstående andra kanalvägg 34 mot sekundärluitsintaget 22 och ansluter till dess avgränsning mot en yttervägg 36 av den första primärluftskanalen 30. Den andra kanalväggen 34 utgör sekundärlufisintagets 22 motstàende avgränsning, var- igenom hela sekundärluftsintagets 22 tvärsnitt är öppet mot induktíonskanalen. Från livet 32 i riktning mot utloppet 24 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 sekundärluftsíntagets tvärsnitt åstad- koms 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 överensstämmande utsträckning. Sekundärlufisiritaget 22 har därmed en area som är åtminstone dubbelt så stor som utloppet 24 och därmed bildas en venturi 3 8, vars venturieffekt bidrar till en större insugningseffekt i sekundärluftsintaget 22.

F ig. 3 a visar en ytterligare förbättrad utföringsform liknande den i tig. 2, med en tvákanalig 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 primärluftskanal 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 lufiflöden till induktionskanalerna genom att t.ex. bestycka den för- sta primärlufiskanalen 30'och den andra primärlufiskanalen 30' ' med olika stora första öppningar 28'. Altemativt 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 t.ex. den första induktionskanalen 21' medan den andra induktionskanalen 21 " fortsatt är i drift eller tvärt om. Regleringen av pri- märlufl; kan även på annat sätt styras mellan primärluftskanalema, t.ex. genom spjällreglering av inflödet till varje primärlufiskanal eller genom användning av oli- ka fläktar som är individuellt reglerbara, för att skapa avsedd verkan. Ett exempel kan vara att den första primärlufiskanalen 30' används för ett grundflöde och den 10 15 20 25 30 533 440 6 andra primärlufiskanalen 30" och/eller ytterligare primärluflskanaler, som kommer att beskrivas senare med hänvisning till fig. 4, används för ett eller flera forcerings- flöden. I drifisfall med olika primärluftsflöden i resp. induktionskanal, medför mel- lanväggen 38 separata luftvägar för varje kanal och därmed en optimal induktion.

Mellanväggen kan även vara rörligt utformad, dvs. om den första primärluftskanalen 30' har mest primärluft, 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 3c är perspektivskisser som visar hur induktionsapparaten 20' i fig. 3a kan utformas i sektioner, där varje sektion 40 är lådforrnad med höj den H, djupet D och längden L och innefattar de tvâ primärlufikanalema 30'; 30" och de två induk- tionskanalema 21 '; 21 Som framgår av fig. 3b kan den första kanalväggens 29" profilerade liv 32" exempelvis vara försedd med en grupp på tre första öppningar 28', som förbinder varje primärluflkanal med tillhörande induktionskanal. Således kan, som visas i fig. 3c, 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 moduluppbyggnaden i sektioner 40 kan en induktionsapparat 20" med höjden H, djupet D och längden n x L sättas samman av ett lämpligt antal n sektioner 40 i överensstämmelse med det aktuella ventilations- och/eller konditione- ringsbehovet.

Fig. 4 visar en variant av induktionsapparat med tre induktionskanaler.

Enligt denna variant har en induktionsapparat 20 enligt den grundläggande utfö- ringsformen i fig. 2 slagits samman med en induktionsapparat 20' enligt utförings- 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 primärlufiska- nal, en första primärluftskanal 30', en andra primärlufiskanal 30” och en tredje pri- märluftskanal 30"' med tillhörande första öppningar 28'. Funktionen hos varje ka- 10 15 20 25 30 533 440 7 nal i denna variant är likvärdig med de tidigare utföringsformema 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 trekana- liga med varandra, för att erhålla en induktionsapparat som uppfyller högt ställda krav på reglerbarhet medelst ett flertal olika flöden.

I synnerhet finns här en närmast obegränsad möjlighet att förutom reglering av en- skilda, eller grupper av, första öppningar 28', styra primärlufien mellan de olika primärlufiskanalema, 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 primärluftskanalen 30' an- vänds för ett grundflöde och den andra primärluftskanalen 30" för ett forceringsflö- de till en första nivå och den tredje primärlufiskanalen 30"' för ett forceringsflöde till en andra nivå och eventuella ytterligare primärluftskanaler för ytterligare ökning av forceringsflöden. I driftsfall med olika primärlufts flöden i resp. induktionskanal, medför mellanväggen 38 ' " eller likvärdiga mellanväggar separata lufivägar för var- je kanal och därmed en optimal induktion. Alternativt kan grundflödet säkerställas medelst två eller flera primärluftskanaler, varpå forceringsflöden kan åstadkommas medelst valfiitt ytterligare antal av primärlufiskanaler.

Fig. 5 visar en ytterligare förbättrad utföringsfonn 20"" av induktionsapparateni fig. 3a-c. Här har utfornmingen 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 strömningsmotståndet 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 för tydlighetens skull här benämnes skiljevägg 46. Från se- kundärlufisintaget 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 25 533 440 Den till väsentligen z-liknande form profilerade första kanalväggen 29 med ett tvärs referenslinj en A gående liv 32, som delvis inkräktar pâ tvärsnittsarean hos resp. in- duktíonskanal 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- ringsformer 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 primärlufiflödet kan riktas parallellt med skiljeväggen 46 och referenslinjen A. Även varje andra primärlufidysa 52, eller en i varje induktionskanal blâsande grupp av andra primärluftdysor 52, kan på i sig känt sätt vara tillslutbar, för att möjliggöra avstängning av t.ex. den tredje induk- tionskanalen 42 medan den fjärde induktionskanal 42' fortsatt är i drifi eller tvärt Om.

Konstruktionen enligt den förbättrade utfiåringsfonnen 20"” innebär, tack vare att endast de andra primärlufldysoma 52 punktvis skjuter in i den tredje och fjärde in- duktionskanalen 42, 42' genom de släta tredje 44 resp. fjärde 44' väggarna, att de andra primärluftdysorna 52 påverkar strömningsmotstândet hos resp. induktionska- nal 42, 42' i väsentligt mindre grad i jämförelse med det tvärs referenslinj en A gå- ende livet 32 hos tidigare utflñringsforrner. Även om induktionsapparaten i de olika utfóringsforrnerna beskrivits i samverkan med en värmeväxlare kan i förekommande fall, som framgår av värmeväxlarens streckade begränsningslinj er tvärs uppströmsänden, värmeväxlaren utgå och induk- tionsapparaten t.ex. användas för blandning av cirkulationsluft med friskluñ i be- stämda proportioner.

Claims (9)

10 15 20 25 30 533 440 “l Patentkrav

1. Induktionsapparat för sammanfóring av luftflöden omfattande åtminstone en med en primärluftskanal (30) samordnad induktionskanal (21) med en uppströmsände och en nedströmsände och en genom ändarna gående rak referenslinje (A) och minst en med primärluñskanalen (30) i förbindelse stående, i índuktionskanalen (21) med- ströms myrmande, första öppning (28) för ett primärluflflöde (Fl), minst ett sekun- därluftsintag (22) fór intag av ett sekundärluftflöde (F 2) till induktionskanalen (21) från ett rum som omger induktionsapparaten och minst ett utlopp (24) anordnat att återföra ett av primärluftflödet och sekundärlufiflödet resulterande lufiflöde (F3) till det induktionsapparaten omgivande rummet, kännetecknad av att sekundärluftsin- taget (22) är anordnat i uppströmsânden av induktionskanalen (21) och att den minst ena första öppningen (28) för ett primärluftflöde är anordnad i en del av induktions- kanalens vägg (29), som inom området för den minst ena första öppningen (28) sträcker sig inåt mot referenslinjen (A), så att såväl primärluftflödet (Fl) i sig som det av detsamma genererade sekundärluftflödet (F2) och det resulterande luftfiödet (F3) är inriktade väsentligen parallellt med induktionskanalens referenslinje (A).

2. Induktionsapparat enligt krav 1, kännetecknad av att en längsgående mellanvägg (3 8) är anordnad i induktionskanalen på så sätt, att en första induktionskanal (21 ') är utformad på den ena sidan av mellanväggen och en andra induktionskanal (21") på den andra sidan av mellanväggen samt att den första induktionskanalen (21') och den andra induktionskanalen (21") vardera innefattar minst en öppning (28 '.28 ") för ett primärluftflöde.

3. Induktionsapparat enligt krav 2, kännetecknad av att varje induktionskanal (21', 21 ") har var sin primärluftskanal (30', 30") med tillhörande forsta öppningar (28') för primårluften. 10 15 20 25 533 440 FO

4. Induktionsapparat enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att den första primär- lufiskanalen (30')och den andra primärluftskanalen (30' ') har olika stora forsta öpp- ningar (28').

5. Induktionsapparat enligt krav 2,3, eller 4, kännetecknad av att mellanväggen (38) är rörlig.

6. 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 (F3) hos varje induktionskanal (21 ', 21' ') är individuellt variabelt, i beroende av primärluftflödet genom tillhörande primärluftskanal (30', 30").

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

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

9. Induktionsapparat enligt något av tidigare krav, kännetecknad av att utloppet (24) är anordnat i nedströmsänden av induktionskanalen och är väsentligen koaxiellt med dess referenslinj e (A).