FI124601B - Suutinkotelorakenne - Google Patents

Description

Suutinkotelorakenne

Keksinnön kohteena on suutinkotelorakenne, jota käytetään lämpökäsiteltä-vän lasilevyn konvektiolämmitysuunissa ja johon suutinkotelorakenteeseen 5 kuuluu pitkänomainen suutinkotelo, ainakin yksi suutinkotelossa oleva pitkänomainen lämmitysvastus konvektioilman lämmittämiseksi ja suutinkotelon alapinnassa olevat suutinaukot lämmitetyn konvektioilman puhaltamiseksi lasilevyä vasten.

10 Tällaiset suutinkotelorakenteet ovat yleisesti tunnettuja ja käytettyjä lasilevyjen karkaisu-uuneissa, joissa karkaistavaa lasilevyä kuljetetaan teloilla suu-tinkoteloiden alapuolella. Esimerkkejä tällaisista suutinkotelorakenteista on esitetty julkaisuissa WO 2004087593 AI, US-5,814,789 ja US-7,448,232.

15 Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan suutinkotelorakenne, jolla voidaan tehostaa lämmönsiirtoa lämmitysvastuksista konvektioilmaan, alentaa lämmi-tysvastusten pintalämpötilaa, pienentää säteilylämmönsiirron osuutta, tasoittaa konvektiolänimitystä ja lisäksi saavuttaa nämä tavoitteet edullisella suu-tinkotelorakenteella.

20 Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnöllä oheisessa patenttivaatimuksessa 1 esitettyjen tunnusmerkkien perusteella. Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty keksinnön edullisia suoritusmuotoja.

° 25 Seuraavassa keksinnön yhtä suoritusesimerkkiä havainnollistetaan viittaamal- ώ 9 la oheiseen piirustukseen, jossa

CO

X

£ Kuvio 1 esittää kaaviollisena poikkileikkauksena keksinnön mukaista suu- [3; tinkotelorakennetta;

CD

§ 30 ° Kuvio 2 esittää samaa pitkittäisleikkauksena.

2

Kuvio 3 esittää päältä nähtynä välilevyn 5 yhtä suoritusesimerkkiä.

Esitettyyn suutinkotelorakenteeseen 1 kuuluu pitkänomainen suutinkotelo 2, jossa on pitkänomaiset lämmitysvastukset 3 suutinkotelon pituussuunnassa.

5 Lämmitysvastuksilla 3 lämmitetään suutinkotelon 2 läpi virtaavaa konvek-tioilmaa. Lämmitetty konvektioilma puhalletaan suutinkotelon 2 alapinnassa olevien suutinaukkojen 4 kautta vasten lasilevyä (ei esitetty). Useita suutin-koteloita 2 on asetettu rinnakkain pienen välimatkan päähän toisistaan. Tyypillisesti suutinkoteloiden 2 suunta vastaa lasilevyjen kuljetussuuntaa.

10

Suutinkotelo 2 on jaettu virtausta voimakkaasti kuristavalla välilevyllä 5 ylempään jakokanavaan 6 ja alempaan suutinkoteloon 7, jossa lämmitysvastukset 3 sijaitsevat. Välilevyssä 5 on virtausta kuristavat aukot 8, jotka ovat sijoitetut myötäilemään lämmitysvastusten 3 sijaintia ja muotoa niin, että 15 aukoista 8 purkautuvien ilmasuihkujen jakauma on suurempi lämmitysvastusten 3 alueella kuin alueilla, joissa ilmasuihkut voivat ohittaa lämmitysvastukset 3. Edullisesti aukot 8 on sijoitettu niin, että niistä purkautuvat ilmasuihkut kohdistuvat pääasiassa lämmitysvastuksiin 3. Virtauskanavan kapein osa on siis välilevyn 5 kohdalla lämmitysvastusten 3 yläpuolella, jolloin saadaan il-20 masuihkujen tehokas suuntautuminen lämmitysvastuksiin. Välilevyn 5 aukot 8 kuristavat virtausta (aiheuttavat painehäviön Δρ). Kuristuksella aikaansaatujen ilmasuihkujen virtausnopeus on suuri ja nämä ilmasuihkut osuvat välittömästi aukkojen 8 jälkeen oleviin lämmitysvastuksiin 3, jolloin lämmitysvas-»t tukset 3 siirtävät tehokkaasti lämmön ilmaan. Lämmönsiirto tehostuu kun ° 25 ilman nopeus lämmitysvastusten pinnoilla nopeutuu. Tällöin lämmitysvastuk-

CO

9 set 3 käyvät kylmempinä ja kestävät pidempään. Tällöin myös ilman lämpöti- ” la reagoi paremmin lämmitysvastusten tehon säätöön.

CC

0_ ^ Aukot 8 voidaan toteuttaa lämmitysvastusten 3 suuntaisina reikäriveinä. Rei- σ> g 30 ät voivat olla pyöreitä tai rakomaisia, eli lämmitysvastusten 3 suunnassa pit- ° känomaisia. Olennaista on, että reiät eivät ole liian harvassa tai niiden välillä ei ole liian pitkiä välimatkoja, jotta ilmasuihkujen lämmitysvastuksia 3 jääh- 3 dyttävä vaikutus ei muodostuisi liian epätasaiseksi. Tämä on tärkeää varsinkin kun etäisyys lämmitysvastuksista 3 aukkoihin 8 on lyhyt, jotta ilmasuihkut kohtaavat vastukset suurella nopeudella. Välilevyn 5 etäisyys vastuksista on edullisesti pienempi kuin 50 mm, edullisimmin pienempi kuin 25 mm. Etäi-5 syys lämmitysvastuksista 3 suutinaukoille 4 on lyhyt, joten lämmitysvastuk-sissa 3 ilmaan syntyneet suutinkotelon 2 pituussuuntaiset lämpötilaerot eivät oleellisesti enää tällä välillä ehdi tasoittumaan. Kun aukot 8 ovat tiheässä tai muodoltaan rakomaisia, saadaan tasaisempi lämpötila alemmasta suutinkote-losta 7 suutinau kkojen 4 kautta purkautuviin ilmasuihkuihin, jolloin konvektio 10 tasoittuu, mikä tasaa edelleen lasin lämpötilaa. Samalla saavutetaan tasaisempi vastuslämpötila, jolloin lämmitysvastusten kestävyys paranee. Aukot 8 on sijoitettu välilevyyn 5 niin ettei välilevyssä ole yhtäkään aukotonta yli 150 mm pitkää suutinkotelon 2 pituussuuntaista osuutta.

15 Esitetyssä suoritusesimerkissä kunkin lämmitysvastuksen 3 päällä on kaksi vierekkäistä aukkojen 8 riviä, joista ilmasuihkut osuvat kunkin lämmitysvastuksen 3 ylä- ja/tai sivupintoihin. Aukot 8 ovat enintään 20 %, edullisesti alle 10 % välilevyn 5 koko pinta-alasta, ei kuitenkaan alle 2 %. Kuristus ei saa olla liian voimakasta, sillä lasia kohti purkautuvien suihkujen voiman säilyt-20 tämiseksi kokonaispainetta ei kannata uhrata tähän liikaa. Välilevyn 5 aiheuttama painehäviö Δρ on edullisesti alle 20 % kokonaispaineesta, tyypillisesti alueella 15-5 %, kuitenkin yli 2 % kokonaispaineesta.

"t Keksintöä sovellettaessa kaikkien aukkojen 8 ei tarvitse välttämättä puhaltaa 0 cm 25 suoraan lämmitysvastuksiin 3, vaan suhteellisesti pieni määrä aukkoja 8 voi-

CO

9 daan järjestää myös puhaltamaan lämmitysvastusten 3 ohi ilman, että kek- co sinnöllä aikaansaatavia edullisia vaikutuksia menetetään.

CC

CL

[5; Suutinkoteloon 2 liittyy konvektioilman tuloaukko 9, joka on lähellä jakokana- g 30 van 6 tulopäätä. Tämä rakennusteknisesti edullinen ratkaisu on mahdollinen, ° koska välilevy 5 ohjaa virtausta suutinkotelon 2 päiden välillä niin, että suu tinkotelon 2 pituussuuntaista virtausta tapahtuu pääasiassa vain ylemmässä 4 jakokanavassa 6. Lisäksi välilevyn 5 aikaansaama lämmitysvastuksiin 3 osuvan lämmitettävän virtauksen massavirta on suunnilleen sama ja lämmitys-vastuksiin 3 osuva lämmitettävä virtaus on suunnilleen samanlämpöistä läpi koko vastuspituuden. Tällöin lämmitysvastukset 3 kuormittuvat tasaisesti ja 5 suutinaukoista 4 kohti lasia purkautuva virtaus on olennaisesti tasalämpöistä suutinkotelon 2 alkupäästä loppupäähän. Täten konvektiolämmitys tasoittuu.

Ilman välilevyä 5 suutinkotelon 2 pituussuuntaista (vastuksensuuntaista) virtausta tapahtuisi koko suutinkotelon 2 pituudella ja lämmitysvastuksissa 3 10 lämmitettävän virtauksen massavirta vähenisi matkalla suutinkotelon 2 alkupäästä loppupäähän (suutinaukoista 4 ulos purkautuvan virtauksen vuoksi). Tällöin lämmitysvastuksien 3 tuloaukon 9 puoleinen pää kuormittuisi selvästi loppupäätä vähemmän ja loppupään suutinaukoista 4 kohti lasia purkautuva virtaus olisi selvästi kuumempaa kuin alkupään suutinaukoista 4 kohti lasia 15 purkautuva virtaus. Tällöin suutinaukoista 4 purkautuvien suihkujen lämpötilaa voitaisiin tasoittaa lisäämällä tuloaukot 9 esimerkiksi loppupäähän ja keskelle. Tuloaukkojen 9 lukumäärän lisääminen tekee suutinkotelon 2 rakenteesta rakennusteknisesti kalliimman. Lisäksi se tekee suutinkotelon 2 ja pu-haltimen välisestä virtauskanavistosta rakennusteknisesti kalliimman ja tilaa 20 (korkeutta) vaativamman. Koko konvektiolämmitysuunin korkeus on riippuvainen virtauskanavistojen vaatimasta korkeudesta.

Koska keksinnöllä voidaan tehostaa lämmön siirtymistä lämmitysvastuksista 3 't konvektioilmaan, voidaan samalla nopeuttaa konvektiolänimityksen säätöä ° 25 lämmityssyklin aikana. Lämmönsiirtymisen konvektioilmaan tehostuminen 00 9 voimistaa konvektiota, jolloin lämmitysvastuksien 3 kehittämästä lämpöener- co giasta siirtyy lasiin säteilemällä pienempi osuus.

CC

CL

^ Esitetystä suoritusesimerkistä poiketen suutinkotelossa 2 voi olla vain yksi

CD

g 30 lämmitysvastus 3 ja sen päällä lämmitysvastuksen kohdalla vain yksi rivi aukoi koja 8.

Claims (8)

1. Suutinkotelorakenne, jota käytetään lämpökäsiteltävän lasilevyn konvek-tiolämmitysuunissa ja johon suutinkotelorakenteeseen (1) kuuluu pitkän- 5 omainen suutinkotelo (2), ainakin yksi suutinkotelossa (2) oleva pitkänomainen lämmitysvastus (3) konvektioilman lämmittämiseksi ja suutinkotelon (2) alapinnassa olevat suutinaukot (4) lämmitetyn konvektioilman puhaltamiseksi lasilevyä vasten, tunnettu siitä, että suutinkotelo (2) on jaettu virtausta kuristavalla välilevyllä (5) ylempään jakokanavaan (6) ja alempaan suutinkotelo loon (7), jossa lämmitysvastukset (3) sijaitsevat, ja että välilevyssä (5) olevat virtausta kuristavat aukot (8) ovat sijoitetut myötäilemään lämmitysvastusten (3) sijaintia ja muotoa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suutinkotelorakenne, tunnettu siitä, että 15 aukot (8) ovat enintään 20 %, edullisesti alle 10 % välilevyn (5) pinta-alasta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suutinkotelorakenne, tunnettu siitä, että aukot (8) on sijoitettu välilevyyn (5) niin ettei välilevyssä ole yhtäkään aukotonta yli 150 mm pitkää suutinkotelon (2) pituussuuntaista osuut- 20 ta.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen suutinkotelorakenne, tunnettu siitä, että aukot (8) on sijoitettu lämmitysvastuksiin (3) nähden siten, että aukoista (8) purkautuvat ilmasuihkut kohdistuvat pääasiassa lämmitysvastuk- ° 25 siin (3). CO 0 CO

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen suutinkotelorakenne, tunnet- 1 tu siitä, että aukot (8) ovat lämmitysvastusten (3) suuntaisia reikärivejä. 1^ O) g 30

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen suutinkotelorakenne, tunnettu siitä, että ° aukot (8) ovat rakomaisia ja lämmitysvastusten (3) pituussuunnassa pit känomaisia.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen suutinkotelorakenne, tunnettu siitä, että kunkin lämmitysvastuksen (3) päällä on yksi tai useampia rivejä aukkoja (8), joista ilmasuihkut osuvat kunkin lämmitysvastuksen (3) ylä-ja/tai sivupintoihin. 5

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen suutinkotelorakenne, tunnettu siitä, että välilevyn (5) etäisyys lämmitysvastuksista (3) on pienempi kuin 50 mm, edullisesti pienempi kuin 25 mm. 't δ c\j CO o CO X cc CL 1^ O) m o δ c\j