SE464391B - Anordning foer att torka en fuktbemaengd del av en luftstroem - Google Patents

Description

464 391 2 Systemet som är beskrivet i den amerikanska patentskriften 3 834 126 utgör en förbättring av det ovannämnda tidigare kän- da systemet. På samma sätt som det ovannämnda systemet har systemet enligt den nämnda amerikanska patentskriften ett ringformigt gap anordnat i en luftkanal och omgivet av en be- hållare för att uppsamla vatten som rör sig på kanalväggarna.

Emellertid arbetar systemet enligt den amerikanska patentskrif- ten också med luftningsrör mellan kanalen och behållaren upp- ströms från gapet för att sänka lufttrycket i behållaren, varigenom luftströmmen och vattnet får benägenhet att röra sig därigenom. I vissa tillämpningar kan dock luftströmmen genom behållaren vara otillräcklig för att hindra vattnet från att korsa gapet. Den nämnda patentskriften antyder t o m att små vattendroppar kan föras förbi gapet, varvid man riskerar att alltför mycket icke önskvärt vatten kvarhålls i luftströmmen.

En vattenuppsamlare med goda prestanda och ökad verknings- grad för att uttaga vatten ur en luftström med hög hastighet utmatad från en luftcykelkylsystemturbin är således önskvärd.

I enlighet med föreliggande uppfinning arbetar en förbätt- rad vattenuppsamlare med en strypning för att från en luft- ström avskilja den mest fuktbemängda delen av denna, en diffu- sor som sänker trycket och bromsar den avskilda delen så att fukt bringas att falla ut naturligt därur, och en nedströms i förhållande till strypningen och diffusorn belägen ejektor ge- nom vilken den torkade luften återförs till luftströmmen. I den föredragna utföringsformen är strypningen belägen vid en radiellt yttre del av en kanal som ger plats åt luftströmmen, varigenom strömmen av förhållandevis torr luft mitt i kanalen blir i stort sett opåverkad. För att anordningen skall få en- kel utformning kan strypningen vara integral med ett inlopp till diffusorn under det att ejektorn kan vara integralt ut- formad med diffusorns utlopp.

Vattenuppsamlaren enligt uppfinningen har följande fördelar: Fuktbemängd luft kan inte korsa gapet då den tas bort ur huvud- strömmen. Luft under tryck i kylsystemet går inte förlorad där- för att luft som torkas i diffusorn sugs tillbaka in i huvud- luftströmmen genom ejektorn som är belägen nedströms från stryp- ningen. Vatten uppsamlas på ett i hög grad effektivt sätt. Vat- 464 391 3 tenuppsamlaren utmärks av ekonomi i sin konstruktion och har endast några få delar.

Andra ändamål, särdrag och fördelar hos denna uppfinning kommer att bli uppenbara i belysning av anvisningarna och den nu följande beskrivningen över uppfinningen jämte de bifogade ritningarna.

På ritningarna visar fig l en sidovy av vattenuppsamlaren enligt föreliggande uppfinning, fig 2 är en längs linjen 2-2 i fig l tagen partiell sektion, och fig 3 är en schematisk sido- vy av en annan utföringsform av uppfinningen.

Såsom är visat på ritningarna omfattar uppfinningen en vattenuppsamlare 1 med en första kanal 2 som vid ett inlopps- parti 4 och ett utmatningsparti 6 står i förbindelse med en luftkanal 7 inom vilken kollektorn är anbragt. Ur åskådnings- synpunkt kommer kanalen 7 att antas vara utmatningsledningen från kondenseringsvärmeväxlaren i ett luftcykelluftkonditione- ringssystem innehållande en ström av kyld, fuktbemängd luft vid hastigheter från 18,3 till 30,5 m/sekund. I ett typiskt fall kan kanalens inloppsparti ha en diameter av från 2,5 till 12,7 cm, ehuru från 3,2 till 6,4 cm är ganska representativt.

Liksom i inloppspartiet kan kanalens utmatningsparti ha en dia- meter från 2,5 till 12,7 cm, varvid 3,2 till 6,4 cm är tämli- gen typiskt.

Utmatningspartiet 6 från den första kanalen 2 inkluderar en fri ände 8 som vidgar sig utåt. Den i riktning utåt vända utvidgningen är orienterad mot luftströmmen som är represente- rad av pilar 9 i uppsamlaren. Den första kanalens inloppsparti slutar med en vägg 10 som likformigt och kontinuerligt avviker i luftströmningens riktning vid en vinkel av mellan 5 - 120 från luftströmmens riktning, varvid man föredrar 100 för en luftström med högre hastighet. Ett gap 12 är bildat mellan den sig utåt vidgande änden 8 hos utmatningspartiet 6 och en fri ände hos inloppspartiets 4 divergerande vägg 10.

I syfte att retardera en ström av fuktbemängd luft omger en ringformig luftdiffusor 14 den första kanalen 2 koncentriskt och är fastsatt vid dennas inlopps- och utmatningspartier 4 resp 6. Den yttre diffusorväggen kan vara konstruerad i seg- ment 16, 18 för att det skall bli lätt att montera densamma. 464 391 4 Ett yttre parti hos diffusorn 14 begränsar en sedimenterings- kammare 21, i vilken fukten i den retarderade luftströmmen faller ned naturligt därur. Diffusorn 14 genomlöper, tillsam- mans med en luftstryning 20 som kommer att beskrivas nedan, en slingrande, Z-formad bana från den vinkelställda väggen 10.

Den ringformiga luftstyrningen 20 har en U-formad tvärsek- tion och är anbragt i gapet 12, varvid en del av styrningen skjuter in i kanalen 2 och en del skjuter in i diffusorn 14.

Styrningen är fäst vid den inre ytan hos en yttervägg hos dif- fusorpartiet medelst ett flertal på avstånd från varandra i periferiell riktning belägna liv (av vilka ett är visat vid 22), vilka är placerade parallellt med luftströmningsriktningen.

Den Z-formade banan som är definierad av luftstyrningen och diffusorns yttervägg utgör en lång strömningsbana med succes- sivt ökande volym för att möjliggöra en betydande retardering av luftströmmen inom förhållandevis korta axiella och radiella dimensioner samtidigt som tryckförluster minimeras då luften strömmar in i diffusorns huvuddel.

En andra kanal 25 är fäst vid luftstyrningen inom den första kanalen och sträcker sig uppströms från styrningen samt bildar tillsammans med den första kanalen en smal strypmynning vid sin uppströmsände 30. En mittdel på den andra kanalen 25 bil- dar en uppströms (radiellt inåt) belägen del 32 hos diffusorn 14. Den andra kanalen sträcker sig också nedströms från styr- ningen och bildar därvid en ejektor 28 i den första kanalens utgångsparti 6. En del 36 av den andra kanalen avsmalnar inåt i nedströms riktning för att accelerera luftströmmen som för- löper däri så att den torkade luften dras från diffusorn 14 genom ejektorn 28. Den andra kanalen 25 är fäst vid den första kanalen vid ett flertal periferiellt anordnade liv (av vilka ett är visat vid 38), vilka är fästa vid en mittdel av den andra kanalen, vid radiellt motsatta kantpartier hos liven me- delst en godtycklig lämplig fastsättnings- eller sammanfognings- metod. Den andra kanalen 25 är så anordnad, att den bildar skiljevägg i gapet 12 mellan ingángspartiet 4 och partiet 6 hos den första kanalen. Bredden hos ejektoröppningen 18 uppgår vanligen till mellan 1,5 och 4,7 mm. En bredd av ca 3,2 mm är idealisk för luftströmmar med högre hastighet. Strypöppningen 464 391 5 26 uppgår till mellan 1,5 och 2,5 mm, varvid 2,0 mm är idealisk för luftströmmar med högre hastighet.

En vattenbehållare 40 med ett avtappningsorgan 42 är belägen vid botten på diffusorn 14. Avtappningsorganets placering beror generellt på behållarens vinkelorientering för att möjliggöra avtappning genom inverkan av jordens dragningskraft.

De första och andra kanalerna, luftstyrningen 20 och diffu- sorn 14 kan vara framställda av en godtycklig lämplig metall eller plast. Man föredrar emellertid aluminium med stor styrka.

I drift strömmar luft genom kollektorn 1 från kanalens 2 ingångsparti 4 till dess utgångsparti 6. Vanligen vandrar vat- ten, som koncentreras på kanalväggarna tack vare den ovannämnda centrifugalseparationen, längs kanalväggarna drivet av luft- strömmen. Vid ankomsten till inloppspartiet 4 åtskiljer stryp- ningen vattnet på kanalväggen och den fuktbemängda luften in- till den första kanalväggen 4 från huvudluftströmmen. Det av- skilda vattnet och luften strömmar utanför den andra kanalen 25 in i diffusorn 14. Till följd av den expanderande volymen längs den Z-formade strömningsbanan i diffusorn 14 bromsas luftströmmen hastighet till under 3 m per sekund, varjämte trycket faller något, vilket medför att de små vattendropparna i sedimenteringskammaren 21 faller naturligt ned i vattenbe- hållaren 40 för att sedermera avtappas genom avtappningsorga- net 42. Eventuella små vattendroppar som kvarstår på partier- nas 16 och 18 inre diffusorväggar drivs längs de nämnda väggar- na av luftströmmen tills de små dropparna blir infångade mellan den sig vidgande änden 8 och diffusorsegmentet 16 där de fal- ler ned i behållaren 40. Vattnet används därefter för kylning eller rengöring, eller annars matas det ut.

Luften som inte avskiljs av strypningen 26 accelereras nå- got i den andra kanalen av den svaga lutningen som partiet 36 har. Den accelererade luften passerar ejektorï 28 och drar från diffusorn 14 den torkade luften som rör sig långsamt. Detta dragningsfenomen bringar också mera luft att strömma genom strypningen 26 och säkerställer därvid att vattnet på väggarna och den kraftigt fuktbemängda luften passerar genom uppsamla- ren l utan att skapa ett högtrycksområde i diffusorn, vilket annars skulle hindra vattenuppsamlingen. Diffusorn 14 och ejek- 49 464 391 6 torn 18 samverkar för att säkerställa att luften som passerar genom strypningen 26 och diffusorn 14 inte går förlorad från luftcykelkylsystemet och att ett minimitryckfall föreligger över uppsamlaren. Uppsamlaren avlägsnar effektivt mer än 99% av fukten på väggarna och i luften.

Om fukten inte skulle vara koncentrerad intill kanalväggar- na beroende exempelvis på att väggarna inte är tillräckligt böjda kan den kraftigt fuktbemängda luften och de små vatten- dropparna riktas mot uppsamlarens yttervägg medelst virvel- vingar 44 som är fastsatta vid den första kanalens ingångs- parti 4. Som man ser i fig 2 är vingarna vridna i minsta möj- liga grad för att minimera tryckfall med ett avsevärt bakåt- riktat svep för att åstadkomma en yta för att rikta små vatten- droppar som bildas på vingarna 44 mot kanalväggarna.

I en alternativ utföringsform som är visad i fig 3 diver- gerar inte den första kanalens vägg 10. Den andra kanalen 46 avtar emellertid kontinuerligt i diameter från en maximidiame- ter vid ingångsänden 48 till en minimidiameter 50 vid utgångs- änden, varigenom en stympad kon bildas. Den andra kanalen av- tar vid en vinkel av mellan 5 - 120 från luftströmningsrikt- ningen, varvid l0° är typiskt för luftströmmar med högre has- tigheter. Den konformade kanalen 46 accelererar luften som pas- serar i densamma och hjälper därvid till att dra den torkade luften i diffusorn 14 genom ejektorn 28.

Vattenuppsamlaren enligt föreliggande uppfinning är ytterst effektiv, och den avlägsnar mer än 99% av vattnet i luften som rör sig med hastigheter av upp till 30,5 m/sekund. Uppsamlaren utmärks av ekonomi i konstruktionen och ett minimiantal delar.

Inga högtrycks- eller turbulenszoner bildas vid borttagning av luftbemängd luft från huvudströmningen. Strömningsförlusterna minimeras då den i diffusorn torkade luften sugs tillbaka in i huvudströmmens flöde medelst ejektorn.

Det skall framhållas att denna beskrivning av uppfinningen avser att möjliggöra för fackmannen att tillämpa uppfinningen och att skilda ändringar och tillägg kan göras med avseende på densamma inom uppfinningens ram. Speciellt torde en fackman inse att om man avlägsnar den andra kanalen 25 kommer en stryp- ning att bildas mellan styrningens 20 uppströmssida och den 464 391 7 dívergerande väggen 10, varjämte en ejektor bildas mellan en nedströmssida hos styrningen 20 och den sig utåt vidgande fria änden 8 hos utmatningspartiet 6. På likartat sätt kan skilda andra ändringar antydas av den här givna beskrivningen, och av- sikten är att de nu följande patentkraven skall täcka alla så- dana eventuella ändringar.

Claims (8)

464 391 8 _ Patentkrav

1. Anordning för att torka en fuktbemängd del av en luftström, vilken anordning är avsedd att monteras i en luftkanal samt att användas med centrifugalseparationsorgan för att koncentrera nämn- da fuktbemängda del längs väggarna hos nämnda kanal, varvid nämnda anordning innefattar en första kanal med en inloppsdel för fast- sättning vid en uppströms belägen del hos nämnda kanal och en ut- loppsdel för fastsättning vid en nedströms belägen del hos nämnda kanal, varvid nämnda inloppsdel har en nedströmsände och nämnda utloppsdel har en uppströmsände belägen på avstånd från nämnda nedströmsände hos nämnda inloppsdel, varjämte en separationskam- mare omger och är fastsatt vid nämnda inloppsdel uppströms från dennas nedströmsdel och vid nämnda utloppsdel nedströms från dennas uppströmsdel, organ för att leda nämnda fuktbemängda del g av nämnda luftström in i nämnda separationskammare och organ för att återföra fuktfri luft från separationskammaren in i utlopps- delen, k ä n n e t e c k n a d därav, att en andra kanal (25) är anordnad i den första kanalen (2), att en uppströmsände (30) hos den andra kanalen-(25) bildar en strypöppning (26) med inlopps- delen (H) hos den första kanalen (29) för att rikta den fuktbe- mängda delen av luftströmmen in i separationskammaren, att ned- strömsdelen (34) hos den andra kanalen (25) bildar en ejektor (28) med utloppsdelen (6) hos den första kanalen (2) för att draga den fuktfria luften frán separationskammaren in i utloppsdelen (6), att nämnda separationskammare innefattar en diffusordel och-en se- dimenteringskammare (21) samt har styrorgan (20) som sträcker sig från nämnda andra kanal (25) mellan inloppsdelens (U) Hedströms- ände och utloppsdelens (6) uppströmsände och sedan i motsatt rikt- ning mot strömningsriktningen i den första kanalen (2) till ett läge uppströms från inloppsdelens (4) nedströmsände för att därvid styra den fuktbemängda delen av luftströmmen i en omkastad ström- ningsbana i nämnda diffusordel hos nämnda separationskammare och in i nämnda sedimenteringskammare (21), där fukten hos den retar- derade luftströmmen faller naturligt därur, och att nämnda sedi- menteringskammare (21) står i förbindelse med nämnda ejektor (Zß). 464 391 9

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda strömnïngsbana ökar i volym längs sin sträckning, vari- genom nämnda hastighet hos nämnda separerade fuktbemängda del minskas för avlägsnande av fukt ur nämnda separerade fuktbemängda del.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda strömningsbana väsentligen omkastar sin riktning minst två gånger.

4. U. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda styrorgan (20) är bildat av en ring med U-formad tvär- sektion och med en första skänkel som sträcker sig in i nämnda första kanal (2) och en andra skänkel som sträcker sig in i nämnda diffusoravsnitt.

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda inloppsdel (4) divergerar radiellt utåt mot nämnda utloppsdel (6).

6. Anordning enligt krav H, k ä n n e t e c k n a d därav, att den första skänkeln hos nämnda ring är fäst vid nämnda andra kanal (25).

7. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda andra kanal (25) avsmalnar radiellt inåt mot nämnda 'utloppsdel (6).

8. n Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett centrifugalorgan (ÄH) är anbragt i nämnda inloppsdel (2) uppströms från nämnda strypöppning (26).