NO742540L - - Google Patents

Description

Varraeutveksler

Foreliggende oppfinnelse skaffer til veie en varmeutveksler nærmere bestemt enskjont ikke utelukkende oppvarming av et gassformet fluidum såsom luft fra et annet gassformet fluidum.

Oppfinnelsen er en varmeutveksler som utmerker seg ved

en propeller med blader som avgrenser innvendige sentrifugalkanaler, organer for tilforsel av fluidum til de radialt indre ender av nevnte kanaler når propelleren roterer og organer for isolering av fluidum som strommer ut fra de radialt ytre ender av nevnte kanaler, fra propellerbladenes ytre overflater.

Propelleren arbeider for å drive frem fluidum i kontakt med dens bladers ytre overflater og sentrifugerer fluidum radialt utover gjennom bladenes indre kanaler. Varmeutveksling finner sted mellom de to fluidumer uten innbyrdes blanding av disse.

Sentrifugalkanalene strekker seg fortrinnsvis til ut-lopene ved spissene av bladene og munner ut i et samlekammer som omgir propelleren.

Samlekammeret er fortrinnsvis også i form av et spiralhus.

Spiralhuset virker som en diffusor, idet fluidum som strommer ut fra bladenes spisser inn i spiralhuset, vandrer rundt . spiralhuset og endelig gjennom dettes tangensiale avlop med avtagende hastighet og okende statisk trykk, hvorved strommen utover av fluidum gjennom bladenes innvendige kanaler ytterligere understøttes.

i

Sentrifugalkanalen strekker seg hensiktsmessig fra inntakene for de radiale indre ender av bladene, idet inntakene åpner fra et hult nav i propelleren.

Bladene kan bære en skjermring ved sine spisser, hvilken skjermring roterer med bladene og har en liten lopsklaring med den indre omkrets av/spiralhuset.

Varmeutveksleren kan videre omfatte en varmeanordning for oppvarming av fluidum som trekker inn i det hule nav ved virkningen av propelleren for å sentrifugere fluidum radialt utover gjennom bladenes innvendige kanaler.

I dette tilfelle arbeider varmeutveksleren for oppvarming av fluidum som drives frem av dets bladers ytre overflater.

Varmeanordningen kan være en forbrennings-varmeanordning,

idet det sentrifugerte fluidum er luft og forbrenningsgasser.

Likeledes kan forbrenningsluftstrommen til varmeanordningen være indusert av den sentrifugerte luft og forbrenningsgasser.

I det folgende skal som rene eksempler og under henvisning til tegningene beskrives spesielle utforelser av foreliggende oppfinnelse, idet fig. 1 er en noe skjematisk fremstilling av en varmeutveksler i samsvar med foreliggende oppfinnelse for anvendelse i en romoppvarmningsanordning for romvarmeformål, fig. 2 er et front-riss av en romvarmeanordning i samsvar med oppfinnelsen og som an-vender en varmeutveksler i samsvar med oppfinnelsen, med frontpanelet for kapslingen fjernet for å vise innvendige detaljer, og fig. 3 er et sideriss delvis i snitt eller linjen A-A på fig. 2.

På tegningene er vist en kapsling 1 med en ramme 2 og som opptar en propeller i form av en elektromotordrevet vifte med et lopehjul generelt betegnet med 10. Lopehjulet har et hult nav 11 eller 11' og hule blader 12 som avgrenser innvendige kanaler 13 som hver strekker seg fra en inntaksåpning 14 ved dens radialt indre ende til en utlbpsåpning 15 ved dens spiss . Inntaksåpningen 14 åpner fra innersiden av navet 11 eller 11' og avlbpsåpningen 15 munner ut gjennom en skjermring 16 båret rundt med bladene og som loper inne i den indre omkrets av et stasjonært spiralhus 17 båret av kapslingen ved hjelp av en profilplate 4 understdttet på en mellomramme 5-Det tangensialt rettede utlop 18 fra spiralhuset eller spiralkammeret står i forbindelse med en avgassledning 19 som strekker seg bort fra kapslingen..

En brenner 20 for flytende eller gassformet brensel, men fortrinnsvis sistnevnte, er anbragt i en kanal 21 i kapslingen og forer fra et inntak 22 for forbrenningsluft i den ytre frontvegg 6 av kapslingen inn i det indre av det hule nav 11' eller 11'.

Navet omfatter i et eksempel en sylindrisk inntaksåpning lia som forer til et divergerende stumpkjegleformet kammer 11b, hvis ende med storst diameter er avstengt av en endevegg. Som et alternativ forer inntaksåpningen 11'a til et hult sylindrisk kammer 24. Brennerflammen er rettet inn i inntaksåpningen lia eller 11'a, sam-men med forbrenningsluften og overskytende luft trukket inn gjennom forbrenningsluftåpningen 22 og inn i det hule nav ved virkningen av

. det roterende lopehjul.

Virkemåten er som folger:

Viften drives for å trekke romluft inn i kapslingen gjennom luftinn-tak på siden i motsatte sider av kapslingen foran profilplaten 4 og et av disse inntak er antydet ved -26. Luftinntakene 26 er adskilt fra inntaket 22 for forbrenningsluft og den luft som trekkes inn gjennom dem, passerer til kontakt med de ytre overflater av vifte-bladene. Luften går over bladenes ytre overflater i varmeutvekslings-kontakt med dem og drives fremover av bladene gjennom en avldpska-nal 27 for å passere ut av kapslingen gjennom en utlopsåpning 28 i dens bakre vegg 7 til det omgivende rom som skal oppvarmes ved hjelp av varmeanordningen.

Forbrenningsluft suges inn for stromning gjennom for-brenningsluftinntaket' 22 ved hjelp av den sentrifugerte luft og for-

brenningsgasser som går utover gjennom de innvendige kanaler 13 inn

i spiralhuset 17 og derfra inn i rdkgasskanalen 19. Den varme luft og forbrenningsgasser avkjdles i deres gjennomgang utover gjennom bladene ved varmeutveksling med romoppvarmningsluften. Den elektriske motor (ikke vist) kan drive lopehjulet umiddelbart, idet dette bæres av kapslingen inne i avldpskanalen 27 på egnede avstivere. Som et alternativ kan motoren drive lopehjulet over en rem eller lignende, idet lopehjulet er lagret i dette tilfellet i frontlageret og bakre lågere båret av rammen. Et forreste lager for rotoren er antydet

ved 30.

Med den beskrevne anordning vil det være klart at en enkel motor bare er nodvendig for å bevirke stromningen av romluften som skal oppvarmes og forbrenningsluften som skal understdtte for-brenningen av brensel for oppvarming av romluften.

Det vil .være klart at viftens lopehjul må være forsynt med et langt storre antall rotorblader enn vist på fig. 1. For å

oke varmeutvekslingsoverflåtene kan rotorbladene ha en kordedimen-sjpn med sammenlignbar utstrekning med bladenes spennvidde.

Vifterotoren er fortrinnsvis en rotor for aksialstromning med aerofoil-bladtverrsnitt.

Den beskrevne luftvarmeanordning er liten og kompakt.

Avgassene drives frem gjennom skorstenen ved lopehjulets virkning.

En liten ldpsklaring opprettholdes mellom skjermen 16

og spiralhuset 17, idet skjermen avgrenser smale, aksialt rettede ringformede kanaler 31 med motsatt aksialt rettede flenser som avgrenser den indre omkrets av spiralhuset. Romluft trer inn i kapslingen gjennom inntakene 26 og suges inn i spiralhuset 17 gjennom kanalene 31 og forbrenningsprodukter hindres i å unnslippe fra spiralhuset gjennom kanalene 31 ved hjelp av denne innstrømning av romluft gjennom kanalene. Dette fremkommer fordi trykket inne i spiralhuset er lavere enn atmosfærisk trykk på grunn av diffusjonen av luft som går omkring spiralhuset og gjennom spiralhusavlopet 18.

En varmeutveksler i samsvar med oppfinnelsen kan benytte en hvilken som helst kilde for oppvarmet fluidum til erstatning for forbrenningsprodukter tilfort rotorens nav. Således kan for eksempel anvendes spillvarme som normalt fores bort i exhausten for en kraft-

maskin.

En varmeutveksler i samsvar med oppfinnelsen kan som et alternativ anvendes til avkjdling av et fluidum, såsom luft, som går til kontakt med dens bladers ytre overflater, idet det sentrifugerte fluidum er avkjdlt vann eller for eksempel flytende carbondioksyd, som kan være sirkulert ved hjelp av sentrifugalvirkningen av det roterende skovlehjul i et lukket sirkulasjonssystem som inkluderer rotorens hule nav.

I dette tilfelle ville i stedet for ldpsklaringene 31 være anordnet en egnet væsketetning mellom den bevegelige skjerm 16 og det stasjonære spiralhus 17-

Rotoren kan anvendes for å drive et flytende medium i stedet for et gassformet medium såsom luft. For eksempel kan rotoren arbeide i en væskefyllt kanal for å bevege væsken gjennom kanalen, idet væsken passerer over rotorbladenes ytre overflater i varmeutvekslingsforhold med det fluidum som sentrifugeres utover gjennom bladenes hule innvendige kanaler. Et slikt fluidum kan være'gassformet eller flytende og det kan være enten varmt eller kaldt, idet væsken beveges langs kanalen ved hjelp av rotoren.

Når rotoren arbeider i en væskefyllt kanal, må nødvendig-vis en ytterligere kanal for foring av fluidum inn i rotornavet og for sentrifugering'utover gjennom de hule rotorblader, gå gjennom veggen av den væskefyllte kanal i et eller annet punkt, idet en ytterligere rotasjonstetning må være anordnet på et egnet sted, for eksempel inne i den væskefyllte kanal og mellom rotornavet og den ytterligere kanal, idet sistnevnte bærer et av rotorens lågere.

Når det fluidum som går inn i rotornavet og sentrifugeres utover gjennom de hule rotorblader, sirkulerer i et lukket system, kan dette være et system for oppvarming eller kjdling, som kan danne en del av et ytterligere varmeutvekslingssystem. Således kunne sy-stemet være et kjdlesystem for en motordrevet maskin for eksempel, idet fluidumet, kjdlemaskinen og deretter avgir varme til luft som går over rotorbladenes ytre overflater.

Oppfinnelsen kan anvendes for å gi varmeutveksling mellom to fluidumstromninger, hvorav den ene eller den annen kan være flytende eller gassformet, uten innbyrdes sammenblanding av stromningene,

•og til å frembringe stromning av begge strommer samtidig når de brin-ges til varmeutvekslingsforhold, idet bare et enkelt drevet element

anvendes, det vil si en rotor med hule blader. Enten den ene eller den annen eller begge strdmmer kan sirkulere i et lukket kretsldp som inkluderer en av strdmningsbanene for varmeutveksleren ifolge oppfinnelsen.

Claims (10)

1. Varmeutveksler, karakterisert ved en propeller (10) med blader (12) som avgrenser innvendige sentrifugalkanaler (13) organer (11 eller 11', l4> 21, 22) for tilfdrsel av fluidum til de radialt indre ender av nevnte kanaler når propelleren roterer, og organer (16, 17) for isolering av fluidum som strdmmer ut fra de radialt ytre ender av nevnte kanaler, fra propellerbladenes ytre overflater.

2. Varmeutveksler ifdlge krav 1, karakterisert ved at sentrifugalkanalene strekker seg til avlopene (15) ved spissene av bladene og munner i et samlekammer (16, 17) som omgir propelleren.

3. Varmeutveksler ifdlge krav 2, karakterisert ved at samlekammeret (16,17) er i form av et spiralhus.

4. Varmeutveksler ifdlge et av de foregående krav, karakterisert ved at sentrifugalkanalene strekker seg fra inntakene (14) ved de radialt indre ender av bladene, idet inntakene åpner fra et hult nav (11 eller 11') i propelleren.

5. Varmeutveksler ifdlge krav 4, karakterisert ved at bladene bærer en skjermring (16) ved spissen, hvilken skjermring roterer med bladene og har en liten ldpsklaring (31) med den indre omkrets av spiralhuset.

6. Varmeutveksler ifolge et av de foregående krav, karakterisert ved en varmeanordning (20) for oppvarming av fluidum som trekkes inn i det hule nav (11 eller 11') ved arbeidet av propelleren for å sentrifugere fluidum radialt utover gjennom bladenes innvendige kanaler (13)•

7. Varmeutveksler ifdlge krav 6, karakterisert ved at varmeanordningen er,en forbrennings-varmeanordning, idet det sentrifugerte fluidum er luft og forbrenningsgasser.

8.V armeutveksler ifdlge krav 7>karakterisert ved at forbrenningsluftstrommen til varmeanordningen induseres ved hjelp av den sentrifugerte luft og forbrennings gassene.

9. Varmeutveksler ifdlge et av de foregående krav, karakterisert ved at bladene (12) har en kordedimensjon med sammenlignbar utstrekning med deres spennvidde.

10. Varmeutveksler ifolge et av deforegående krav, karakterisert ved at propelleren omfatter en aksialstromnings-rotor (10) med blader (12) med aerofoiltverrsnitt.