NO762786L - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for oppvarming av væsker til bruk i en varraekjele og lignende, under utnyttelse av en opp/ned-strømningsprosess for oppvarmet gass.

Med uttrykket "opp/ned-strømningsprosess" skal her menes en metodikk hvor en oppvarmet gass bringes til å strømme

i en omvendt U-formet gasspassasje for å tilveiebringe varmeveksling mellom den strømmende varme gass og en væske som omgir gasspassasjen, idet temperaturen til den varme gass gradvis avtar i gassens strømningsretning og gassens^nedadrettede bevegelse i fallavsnittet til gasspassasjen lettes for å forsterke passa-sjens trekkvirkning, jevne ut avgivingen av karbondioksyd så vel som lufttilførselen og heve forbrenningsvirkningsgraden. Denne prosess skal først forklares nærmere.

I fig. 1 hersker det ved punktet A (varmekilden) et trykk P^. ?éd punktet B (avgassutløpet) hersker det et trykk Pg. Disse to steder befinner seg på samme nivå L. Ved punktet C i en høyde H i den omvendt U-formede gasspassasje X hersker det et trykk Pq. Man kan da sette opp følgende ligninger:

Y„°g Yr. representerer her de spesifikke vekter

•a©

til væsken i gasspassasjen X ved en vilkårlig høyde (0<H) over henholdsvis A og B. Når trykket Pg i punktet B er lik atmosfære-trykket Pq får man, under hensyntagen til at Pg = Pq (ligning 2)

Ligning 3 og 1 vil da gi og trykket som virker i punktet A er da lavere enn atmosfære-trykket, tilsvarende uttrykket fH ^ ^ f** V dh Jo b " JO a Når trekkraften Pch uttrykkes med ligningen kan, når Pch>0, det trykk som virker i punktet A uttrykkes som PA< Pq (negativt trykk), og det vil skje en strømning i retningen A> C»B. Ved stråling i delen ACB av gasspassasjen X, som gir en økning i en termisk gradient langs retningen til gasspassasjen, vil Va°S H, *"a nye verdier bestemt ved og ligningen 5 kan da uttrykkes som følger. Når Pch> 0, vil forholdet mellom Y cl og y, D i ligning 7 være

Med andre ord, jo større verdien av (yb - ya)©r» og jo større verdien av H er, desto kraftigere er strømningen.

. Ut i fra ligningene som gjelder for tilstanden til en perfekt gass

hvor, P: gasstrykk, kg/m<2>,

V: gassvolumet, m^,

R: gasskonstant, kgm/kg°K,

T: absolutt temperatur, °K,

J: spesifikk vekt av gassen, kg/m^.

får man

Av denne ligning går det frem at jo mindre forholdet mellom Tb og Ta er, desto større vil verdien av Tb - Ya være og som følge herav vil verdien for Pch bli større (Ta og Tb representerer her de absolutte temperaturer for gassen i tilførsels-røret i en vilkårlig høyde over punkt A og punkt B).

Av det forangående vil det gå frem at trekkraften er sterkt avhengig av tetthetsforskjellen mellom stigende gass og fallende gass. Jo større tetthetsforskjell mellom de to passa-sjer er, dvs. jo større temperaturforskjellen er mellom stigende og fallende gass, desto større vil den tilveiebragte trekkraft være.

Fig. 2 viser en innretning hvor man benytter den forannevnte opp/ned-strømning for oppvarming av en væske. Denne tidligere kjente utførelse innbefatter et indre hus 41 i et ytre hus 40»Mellom disse to husene er det plass slik at det dannes en ytre vahnmantel 45»Et indre vannrom 46 er utformet inne i det indre hus 41 og dette indre vannrom står i forbindelse med det ytre vannrom eller -mantel oventil og nedentil. Et kammer 42 for stigende varm gass er utformet langs den ene siden av det indre vannrom 46, og et rora 43 for fallende varm gass er utformet langs den andre siden av det indre vannrom. Rommet 43 står i forbindelse med rommet 42 oventil, og i den nedre del av rommet 43 er det et avgassutløp 44»

En slik konstruksjon har imidlertid den.ulempe at fordi den varme gassen bevirker en intensiv oppvarming av den øvre delen c til det indre hus 41»vil temperaturen i den øvre delen a av det ytre vannrom 45 stige hurtig sammenlignet med den nedre del b, mens oppvarmingen av væsken i den nedre del b av vannrommet tø vil være utilstrekkelig. Den utilstrekkelig oppvarmede væske, vil stagnere i den øvre del a i det ytre vannrom 45 °g væskens naturlige konveksjon hindres slik at det blir van-skelig å øke forbrenningsvirkningsgraden og den termiske virkningsgrad. Det vil således være umulig å oppnå én virkningsgrad på

mer enn JO % t særlig for den termiske virkningsgrad, og det vil også oppstå NOx som har meget skadelig for omgivelsene og også

for innretningens levetid.

Oppfinnelsen tar sikte på å tilveiebringe en innretning for oppvarming av væsker hvor det kan oppnås en termisk virkningsgrad på mer enn JO Ifølge oppfinnelsen har man funnet at de ulemper som er forbundet med de tidligere kjente innretninger har sammenheng med forholdet mellom bredden Wd til gasspassasjen i rommet 43 f°r den fallende gass og bredden Wu til gasspassasjen i kammeret 42 for den stigende gass, så vel som av forholdet mellom bredden Bi til passasjen i det indre vannrom og bredden Bo til passasjen i det ytre vannrom* I de tilfeller hvor Wd/Wu og Bi/Bo er 0,8 eller mer, vil man få de fenomen som man kjenner fra de vanlige innretninger. Dersom disse forhold er 0,8 eller mindre enn 0,8 så vil fenomenene bli borte og man vil kunne oppnå en termisk virkningsgrad på mer enn 70

Yed at verdien for tød/tøu settes til 0,8 eller mindre enn 0,8, vil man få en effektiv varmeveksling mellom den; varme gassen og den væske som omgir gasspassasjen. Resultatet er at temperaturen til den varme gass senkes betraktelig og at den nedad-rettede bevegelsen til gassen i den fallende del av gasspassasjen lettes, slik at trekkvirkningen forsterkes. Samtidig dempes produseringen av karbondioksyd så vel som lufttilførselen, og forbrenningsvirkningsgraden blir bedre. Når man setter verdien for Bi/Bo til 0,8 eller mindre enn 0,8, vil varmekapasiteten til væsken i det indre vannrom 46 være mindre enn varmekapasiteten til væsken i det ytre vannrom 45°g det indre vannrom 46 vil oppvarmes på begge sider av den varme gass. Som et resultat av dette vil temperaturen tii væsken i det indre vannrom 46 øke raskt, mens temperaturen til væsken i det ytre vannrom 45 ikke økes så rakt

sammenlignet med væsken i det indre vannrom 46. Som følge herav vil man få en stigende væskestrøm i det ytre vannrom 45 som følge av den plutselige stigende strøm som ved koking, og denne stigende

strøm vil. bevirke en trykkøkning i den øvre del av både det ytre

og det indre vannrom 45» 46*Denne trykkøkning, sammenkoblet med temperaturforskjellen for væsken, i vannrommene 45»4$ bevirker en øking av væskens nedådrettede bevegelse i det ytre vannrom 45» slik at det tilveiebringes en bemerkbar konveksjonsbeyegelse av væsken i den lukkede passasje som innbefatter begge vannrom 45»46.

Foreliggende oppfinnelse bygger på den forannevnte oppdagelse og tar spesielt3ikte på å til-ueLebringe en innretning for oppvarming av en væske, hvilken innretning ikke bare er fri for de ulemper som de konvensjonelle varmeinnretninger har og gir en termisk virkningsgrad på mer enn JO %, men som også er fri for NOx som, som nevnt, er skadelig for omgivelsene så vel som for innretningens levetid.

En spesiell hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en innretning for oppvarming av en væske, hvilken innretning innbefatter et indre hus anordnet inne i et vertikalt seksflateli ytre hus med avstand fra dette slik at det dannes et ytre vannrom, med to vertikalt orienterte plateelementer anordnet i det indre hus med mellomrom mellom platene innbyrdes og mellom

veggen i det indre hus og platene slik at det dannes et indre vannrom, idet det er utformet et kammer for stigende varm gass langs en side<p>g et rom for fallende varm gass langs den.andre siden av det sistnevnte rom, idet kammeret for stigende varm gass står i forbindelse med rommet for fallende varm gass i den øvre del og forholdet £f mellom bredden Wd i rommet for fallende varm gass og bredden ¥u for rommet med stigende varm gass bestemmes til 0,8 eller mindre enn 0,8. På denne måten kan fallet i gasstemperaturen under gassens strømning akselereres hvorved trekkvirkningen forsterkes, produseringen av karbondioksyd så vel som lufttilfør-selen kan dempes', forbrenningseffektiviteten kan forbedres og man kan styre tilveiebringelsen av skadelig NOx.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for oppvarming av en væske, innbefattende et vertikalt sylinderformet første ytre hus, et første indre hus som har en form praktisk talt den samme som det første nevnte ytre hus og er anordnet inne i dette på en slik måte at det fremkommer et første rom som danner et ytre vannrom, et andre ytre hus som har en form praktisk talt den-samme som det nevnte første indre hus og er anordnet inne i dette med avstand fra det slik at det dannes et andré rom som definerer et rom for fallende varm gass, og et andre indre hus som har en form praktisk talt den samme som den til . det nevnte andre ytre hus og er anordnet inne i dette med avstand fra det slik at det dannes et tredje rom som definerer et indre vannrom, og også danner et kammer for.stigende varm gass i det andre indre hus, idet de nevnte indre og. ytre vannrom står i forbindelse med hverandre Øverst og néderst og de nevnte kammere eller rom for stigende og fallende varm gass står i forbindelse med hverandre øverst, og forholdet mellom en radius R til rommet for fallende varm gass og en radius r for rommet for stigende varm gass (i det tilfelle hvor de indre og ytre vannrom har konisk form, betyr R og r en midlere radius) holdes på en verdi som tilfredsstiller uttrykket 0<^ - 1 £ 0,8. På denne måten kan temperaturfallet til den varme gass under dens strømning akselereres for derved å forsterke trekkvirkningen, produseringen av karbondioksyd så vel som tilførselen av luft kan dempes, forbrenningsvirkningsgraden kan forbedres og tilveiebringelsen av skadelig NOx kan styres.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for oppvarming av en væske, hvilken innretning er utført slik at den oppvarmede gass, hvis forbrenningsvirkningsgrad er forbedret som nevnt ovenfor, bringes til å oppvarme det indre vannrom på begge sider av dette inne i kammeret for stigende varm gass og rommet for fallende varm gass, med det resultat at væske-temperaturen i det indre vannrom stiger raskt, mens temperaturen til væsken i det ytre vannrom stiger relativt langsomt, hvorved

det skjer en øking av en stigestrøm av væsken i det indre vannrom med edet resultat åt det oppstår en trykkøking i den øvre del av

begge vannrom slik at det oppstår en fallende væskestrøm i det ytre vannrom i samsvar med væsketemperaturforskjellen i de to vannrom, hvorved det tilveiebringes en jevn konveksjonsbevegelse av væsken i den lukkede passasje som innbefatter begge vannrom, en hurtig temperaturstigning i den øvre del av det ytre vannrom som korresponderer med toppen av gasspassasjen i forhold til den nedre del av vannrommet, slik tilfellet er ved en konvensjonell innretning, kan hindres og hele væsken således kan varmes opp jevnt og hurtig, slik at innretningen i samsvar med dette får redusert *

forbrenningsstøy og kan fremstilles med moderate omkostninger, da dens konstruksjon er enkel.

Nok en hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en innretning for oppvarming av en væske, hvilken innretning er utført slik at ved å sette forholdet mellom bredden til passasjen i det indre vannrom og bredden til passasjen i det ytre vannrom til 0,8 eller mindre enn 0,8, hvorved varmekapasiteten til væsken i det irrre vannrom gjøres mindre enn i det ytre vannrom, sammenkoblet med en oppvarming av det indre vannrom ved hjelp av den varme gass på begge sider av vannrommet som nevnt ovenfor, vil temperaturen til væsken i det indre vannrom stige hurtig, mens temperaturen til væsken i det ytre vannrom ikke stiger så hurtig sammenlignet med temperaturen til væsken i det indre vannrom, hvorved det oppstår en stigende strøm av væske i det indre vannrom som følge av den økede stigestrømning som ved koking, hvorved det tilveiebringes en øking av trykket i den øvre del av både det ytre og det indre vannrom. Ved en synergisme av denne trykkøking og trykkforskjell i begge vannrom vil det oppstå en fallende væskestrøm i det ytre vannrom som tilveiebringer en betydelig konveksjonsbevegelse av væsken i den lukkede passasje som innbefatter begge vannrom.

På tegningene viser

Fig. 1 rent skjematisk en opp/ned-strømningsprosess, Fig. 2 viser en skjematisk lengdesnitt gjennom en konvensjonell innretning for oppvarming av en væske,

Fig. 3 viser frontriss av en første utfø-relse av

en innretning ifølge oppfinnelsen,

Fig. 4 viser et snitt etter linjen IV-IV i fig. 3»Fig. 5 viser et snitt etter linjen V-V i fig. 4» Fig. 6 viser et lengdesnitt gjennom en andre utførel-sesform av en innretning ifølge oppfinnelsen* Fig. 7 viser et snitt etter linjen VII-VII i fig. 6, Fig. 8 viser rent skjematisk et anlegg for prøving av en innretning ifølge oppfinnelsen, Fig. 9A viser et frontriss av en del av den første utførelsesform av oppfinnelsen, med det spesielle formål å vise dimensjonene til de respektive deler, Fig. 9B viser et grunnriss av de samme deler som i fig. 9å, Fig. 10A viser et frontriss av en del av de nr-nevnte andre utførelse, med det formål å vise dimensjonene til de respektive deler,

Fig. lOB viser et grunnriss av de samme deler som

i fig. 10A,

Fig. 11 og 12 viser grafiske opptegnelser av prøver utført med varierende gasspassasjebredder i de to utførelses-eksempler, og Fig. 13 og 14 viser grafiske fremstillinger av prøver utført med varierende vannpassasjebredder i de to utførel-sesformer.

I fig. 3 til $ er det som nevnt vist et første ut-førelseseksempel av en innretning ifølge oppfinnelsen, og henvisningstallet 1 viser til et vertikalt seksflatet ytre hus. Inne i dette ytre hus er det anordnet et vertikalt seksflatet indre hus 2. Mellom disse to husene dannes det et ytre vannrom 3»Inne i det indre hus 2 er det utformet et vannrom 8 som i hovedsaken begrenses av to vertikalt orienterte planelementer. Dette indre vannrom 8 står i forbindelse med det ytre vannrom 3 gjennom én øvre konve* sjonskoblingsdel 4 og en nedre konveksjonskoblingsdel 5»Langs en side av det indre vannrom 8 er det utformet et kammer 9 for stigende varm gass, mens det langs den andre siden av det indre vannrom er utformet et rom 10 for fallende varm gass. Utførelsene er slik at forholdet Sf mellom bredden Bfi i væskepassasjen i det indre vannrom 8 og bredden Bfo til væskepassasjen i det ytre vannrom 3 tilfredsstiller uttrykket 0<_Sf g0,8. Utførelsen er også slik at forholdet £f mellom bredden Wd i gasspassasjen i rommet 10 for fallende varm gass og bredden Wu til gasspassasjen i kammeret 9 for stigende varm gass tilfredsstiller uttrykket 0<£f^0,8. Den øvre del av kammeret 9©r forsynt med en kanal 11 som står i forbindelse med rommet 10, mens den nedre del av rommet 10 er forsynt med en gassutløpskanal som fører :.ut av innretningen* Et vanninnløp er betegnet med I3, et varmtvannstapperør er betegnet

med 14» og en forbrenningsanordning, såsom en gassbrenner eller lignende, er betegnet med 15»

Ved drift av innretningen fylles væske i det ytre vannrom 3 og i det indre vannrom 8 gjennom vanninnløpet 13. Der etter settes en forbrenning i gang ved hjelp av én egnet brenner 15» f.eks. som nevnt en gassbrenner, anordnet under kammeret 9 for stigende, varm gass. Den oppvarmede gass stiger opp i kammeret 9, stryker 'langs innerveggen i den øvre del av kammeret 9»går

i gjennom kanalen 11 og inn i rommet 10 for fallende varm gass. Gassen går ut av innretningen gjennom gassutløpet 12 i den nedre delen av rommet 10. Den varme gass avleverer varme på en effektiv måte til plateelementene 6 og 7 som begrenser det indre vannrom 8 og varmer opp væsken inne i vannrommet 8. Gassen varmer også opp en væske som befinner seg i det ytre vannrom 3- Det tilveiebringes en naturlig konveksjon av væsken i vannrommene 8 og 3 under utnyttelse av det indre vannrom 8 for konveksjonsstigning

av væsken som følge av en plutselig stigende strømning som ved koking, mens det i det ytre vannrom 3 skjer en konveksjonsfalling av væsken. På denne måten oppnås en jevn oppvarming av væsken inne i innretningen, og varmt vann kan oppnås på en hurtig måte.

Den varme gass bringes til å gå i gjennom gassut-løpet 12, inn i ledningen 31°g skorstensdelen 32. Her éndrer gassen strømningsretning og den går ut gjennom en åpning i skorstensavsnittet 32. Avstanden mellom den fremre enden av ledningen 31 og den indre vegg i skorstensavsnittet J2 er utført slik at det er smalere enn bredden til åpningen i skorstensavsnittet 32»Når . varm gass går ut gjennom ledningen 31»vil, som følge av en sugekraft som virker i ledningen, strømningshastigheten til gassen som strømmer ut, akselereres slik at gasséns fluiditet forbedres og man er sikret en lufttilførsel tilstrekkelig for forbrenningen gjennom lufttilførselsrøret 33, slik at det oppnås en fullstendig forbrenning. Et dreneringsrfør er betegnet med 34»

I fig. 6 og 7»som viser et andre utførelseseksempel, er et første ytre hus med sylindrisk form betegnet med 16. Inne i dette ytre hus 16 er det anordnet et sylindrisk første indre hus 17 på en slik måte at det mellom disse to hus dannes et ytre vannrom 18. Inne i dette indre hus 17 er det vertikalt anordnet et sylindrisk indre vannrom 23 som begrenses av et sylindrisk andre ytre hus 22 og et sylindrisk andre indre hus 21. Dette indre vannrom står i forbindelse med det ytre vannrom ved hjelp av øvre og nedre konveksjonskoblingsdeler 19<p>g 20. Langs inn-siden av det indre vannrom 23 er det utformet et kammer 24 for stigende varm gass, og langs utsiden av samme vannrom er det utformet et rom for fallende varm gass, hvilket rom er betegnet med 25. Utførelsen er slik at forholdet Sc mellom bredden Bci til væskepassasjen i det indre vannrom 23 og bredden Bco til væskepassasjen i det ytre vannrom 18 tilfredsstiller uttrykket 0<Sc<Q8. Samtidig er forholdet mellom en radius r for kammeret . 24 for stigende varm gass og en radius R for rommet 25 for fallende varm gass slik at.uttrykket 0<|| - 140,8 tilfredsstilles. Den øvre del av kammeret 24 har en kanal 26 som skaffer forbindelse med rommet 25• Den nedre del av rommet 25 har en utløpskanal for gassen, betegnet med 27. Et vanninnløp er betegnet med 28,

en varmtvannstappeledning er betegnet med 29, og en forbrenningsanordning f.eks. en gassbrenner eller lignende er betegnet med 30, mens henvisningstallet 34 viser til en forstørret del av rommet for fallende varm gass.

Ved drift av innretningen fylles en væske, dvs. vann i det ytre vannrom 18 og i det indre vannrom 23 og det tilveiebringes en forbrenning ved hjelp av en egnet forbrenningsanordhing 30, f.eks. som nevnt en gassbrenner som befinner seg under kammeret 24. we ved forbrenningen tilveiebragte varme gasser stiger opp

i kammeret 24 og stryker langs innerveggen i den øvre del av dette kammer, endrer sin strømningsretning og går inn i kanalen 26 og faller ned i rommet 25 og går ut gjennom utløpskanalen 27»Den varme gass overfører varme på en effektiv måte til flatene som dannes av innerveggene i det indre hus 17 og veggflåtene til de indre og ytre hus 21 og 22. På denne måten varmes vannet opp i vannrommet 23» og det skjer også en oppvarming av vannet i ytre vannrom 18. Det tilveiebringes en naturlig konveksjon av vann i det indre vannrom 23 og det ytre vannrom 18 derved at man får en konveksjonsstigning av vannet i rommet 23 og en konveksjonsfalling av vannet i rommet 18. På denne måten oppnås en jevn oppvarming av vannet inne i innretningen.

Når den varme gass som faller i rommet 25»passerer det forstørrede rom 34 under rommet 25 og føres ut til utsiden av innretningen gjennom utløpskanalen 27»vil det som følge av at utløpet er trangere enn bredden til det nevnte rom 34, skje en akselerasjon av strømningshastigheten til den varme gassen, hvilket skyldes den sugekraft som oppstår, og derved forbedres gassens fluiditivitet og man er sikret en tilstrekkelig lufttilførsel som er nødvendig for forbrenningen.

Med en utførelse som nevnt foran er det tilveie-bragt en innretning som har et bredt anvendelsesområde. Som eksempler kan nevnes vannvarmere av forskjellige typer, herunder såkalt hurtig- eller momentan-vannvarmere for bruk i husholdninger, kokeinnretninger og også innretninger for gjenvinning av avløps-vanne, da særlig for industrielt bruk etc. Innretningene er meget effektive med hensyn til utnyttelse av energi og ressurser. Den væske som benyttes.er fordelaktig vann, men andre væsker kan naturligvis også benyttes etter behov.

I det etterfølgende skal det gjøres rede for eri del prøveresultater som man har oppnådd med innretninger ifølge de foregående utførelseseksempler.

Prøveanlegget for de respektive utførelseseksempler eir i prinsippet som vist i fig. 8. Nærmere detaljer for prøve-anlegget skal beskrives, og det samme gjelder for de målemetoder som er anvendt. For målingene skal det vises til de etterfølgende tabeller A til H.

Som medium som skal oppvarmes i innretningen 50 ble det valgt grunnvann som ikke er påvirket i vesentlig grad av temperaturen til omgivende fluider. Som vist i fig. 8 pumpes grunnvann opp ved hjelp av en pumpe 51°g settes under et bestemt trykk ved hjelp av en konstant-trykktank 52. Vannet går deretter inn i en åpen tank 53 hvorfra det føres videre til oppvarmings-innretningen 50 med et konstant trykk. Tilføringen skjer gjennom vanntilførselsledningen 54. Vannets innløpstemperatur (105) måles med et termometer 69»

Vanlig husholdningsgass føres inn i en brenner gjennom en rørledning forsynt med en trykkregulator 70 og en gassmåler 55»Gasstrykket (IO9) innstilles på en bestemt verdi ved hjelp av trykkregulatoren 70»og gassforbruket (101) og gasstemperaturen

(102) måles med gassmåleren 55 og med et termometer 67. I skorstenen 56 er det anordnet en ikke vist avgass-absorpsjonsanordning, og analyser av avgassen ble utført kontinuerlig ved hjelp av én infrarød CO/CO^-analysator 57 og en Orzert-gassanalysator 57»idet CO-konsentrasjonen (108) ble beregnet.

Målingen av avgasstemperaturen (106) ble foretatt ved hjelp av 12 C.A.-termopar anordnet perpendikulært i passasjen i skorstenen 56. Verdiene ble avlest ved hjelp av et digitaltermometer 59 ved betjening av termopar-bryteren 58»På denne måten kunne man avlese middeltemperaturen i skorstenens tverrsnitt samtidig som verdiujevnheter ble fastslått ved hjelp av en skriver 60.

Ved konstant avtapping av varmt vann, idet regu-leringsventilen da settes åpen, tilføres vann til innretningen 50 for oppvarming, og det resulterende varme vann tilføres et blande-kammer 6l gjennom en ledning. Strømningen reguleres ved hjelp av en reguleringsventil 73»Fra blandekammeret 6l, hvor vannet gis en jevn temperatur, går vannet ut og utløpstemperaturen (104)

måles med et termometer 68. Det varme vannet går gjennom env

ledning 62 og til et varmtvannsreservoar 63»Vekten av den varme vannmengde som strømmer pr. tidsenhet måles ved hjelp av en stoppe-klokke i forbindelse med vektmåleren.64, og strømningsmengden (103) beregnes ut i fra disse målinger.

Ved lagring av varmt vann lukkes først ventilen 74 og innretningen 50 fylles med vann. Deretter lukkes ventilen 72>»forbrenningsanordningen tennes, og etter at det er oppnådd en temperatur på 50°C, som innstilles med en ikke vist termostat, bevirker termostaten at varmen slukkes. Umiddelbart deretter

åpnes ventilen 74 og det varme vannet lagres i den varmeisolerte beholder 65»Volumet (111) til dette lagredé varme vann måles med en vektmåler (ikke vist), og temperaturen (110) måles med et termometer Jl. Overflatetemperaturen (107) til innretningen 50 måles med skriveren 66.

Forsøk 1

Innretningen som ble benyttet i dette forsøk var som beskrevet foran i forbindelse med det første utfØrelseseksemplet, og forholdet Sf mellom breddene til væskepassasjene var fast, mens forholdet £f mellom breddene til gasspassasjene ble innstilt på forskjellige verdier. Under henvisning til fig. 9A°S 9B var dimensjonene til de respektive deler som vist i etterfølgende tabell 1.

Når forskjellige innretninger med den forannevnte konstruksjon ble prøvet med prøveanlegget i fig. 8 med hensyn på deres virkningsgrad for en tilstand av konstant tapping av varmt vann, fikk man resultater som vist i tabell A.

Når innretninger i samsvar med tabell 1 ble prøvet i anlegget i fig. 8 med henblikk på deres egenskaper ved lagring av varmt vann, fikk man de resultater som er vist i etterfølgende tabell B.

I fig. 11 er det vist et grafisk bilde som er teg-net opp på grunnlag av de foregående data. Som et resultat av prøvene fikk man verifisert at når forholdet £f for gasspassasjebreddene ble innstilt på 0,8 eller mindre enn 0,8, kunne den termiske virkningsgrad økes til mere enn 70

Forsøk 2

Innretningen som ble benyttet for dette forsøk var av samme konstruksjonstype som ifølge det foran beskrevne andre utførelseseksempel og forholdet Sd mellom breddene i væskepassasjene ble holdt fast, mens forholdet £c for breddene til gasspassasjene ble variert. Under henvisning til fig. 10A og 10B var dimensjonene til de respektive deler som vist i følgende tabell 2.

Når forskjellige innretninger utført i samsvar med ovenstående kohstruksjonsparametere ble prøvet i et prøveanlegg som i fig. 8 med henblikk på deres virkningsgrad i tilfellet av konstant tapping av varmt vann, fikk man de resultater som er vist i etterfølgende tabell C.

Når de forskjellige innretningene med konstruk-sjonsparametere som vist i tabell 2 ble utprøvet i anlegget i fig. 8 med henblikk på virkningsgraden ved lagring av varmt vann, fikk man de resultater som fremgår av etterfølgende tabell D.

Fig. 12 viser et grafisk bilde som er opptegnet på basis av de forannevnte data. Forsøkene verifiserte at når forholdet £c for breddene til gasspassasjene ble innstilt på 0,8 eller mindre enn 0,8, ble den termiske virkningsgrad øket utover 70

Forsøk 3

Innretningen som ble benyttet i forsøk nr. 3 var av samme type som ifølge det foran beskrevne første utførelses-eksempel og forholdet £f for gasspassasjebreddene ble holdt fast, mens forholdet Sf for væskepassasjebreddene ble variert. Under henvisning til fig. 9^ og 9B var dimensjonene for de respektive deler som vist i etterfølgende tabell 3»

Når innretninger ifølge disse konstruksjonspara-metere ble prøvet med anlegget i fig. 8 med hensyn på virkningsgraden for tilfellet av konstant avtapping av varmt vann, fikk man de resultater som fremgår av etterfølgende tabell E.

Inngangseffekt (I.P) - kcal/Nm^ x brenselforbruk

Utgangseffekt (O.P) æ strømningsmengde x spesifikk varme

x forskjell mellom innløps- og utløps-temperatur

Termisk virkningsgrad fø) = utgangseffekt/inngangseffekt avgass-varmetap (^>) ?(cgtg - coto) x Hu

hvor V: avgassmengde ved en temperatur tg Hu: avgassmengde ved en lav kaloriverdi

cg, co: spesifikk varme for varm gass ved

tg, to

tg, to: åvgasstemperatur,

atmosfæretemperatur.

Når innretningene ble prøvet med hensyn på virkningsgraden for lagring av varmt vann, fikk man resultater som går frem av etterfølgende tabell F.

Fig. 13 viser en grafisk opptegnelse basert på de forangitte data. Forsøkene verifiserte at når forholdet Sf mellom væskepassasjebreddene ble satt til 0,8 eller mindre enn 0,8, ble den termiske virkningsgrad øket til mere enn 70

Forsøk 4

Innretninger som ble benyttet i dette forsøk var av samme type som nevnt foran i forbindelse med det andre utførelses-eksempel og forholdet £c for gasspassasjebreddene ble holdt fast, mens forholdet Sc for væskepassasjebreddene ble variert. Under henvisning tii fig. 11A og 11B var dimensjonene til de respektive deler som vist i tabell 4-

Når innretninger ifølge denne konstruksjon ble underkastet prøver ved hjelp av anlegget i fig. 8 med hensyn på virkningsgraden i tilfelle av konstant uttapping av varmt vann, ble resultatet som vist i etterfølgende tabell G.

Når innretningene ble underkastet forsøk med anlegget i fig. 8 med hensyn på virkningsgraden i tilfelle av lagring av varmt vann, fikk man de resultater som går frem av tabell H.

Fig. 14 viser en grafisk opptegnelse basert på de forangitte data. Forsøket verifiserte at når forholdet Sc for væskepassasjebreddene ble innstilt på 0,8 eller mindre enn 0,8, kunne den termiske virkningsgrad økes til mer enn JO

Claims (2)

1. Innretning for oppvarming av en væske, karakterisert ved at den innbefatter et vertikalt seks- fååtet ytre hus, et indre hus hvis form praktisk talt er den samme som formen til det ytre hus, og som er anordnet inne i det ytre hus med avstand fra dette slik at det dannes et ytre vannrom, to vertikalt orienterte plateelementer anordnet inne i det indre hus med avstand mellom plateelementene og mellom plateelementene og veggen i det indre hus slik at det dannes et indre vannrom begrenset av platee lementene og det indre hus, så vel som et kammer for stigende varm gass langs en side av det nevnte rom og et rom for fallende varm gass langs den andre siden av det nevnte rom, hvilket kammer for stigende varm gass kommuniserer med det nevnte rom for fallende varm gass i den øvre del, idet forholdet f mellom bredden Wd til rommet for fallende varm gass og bredden tøu til kammeret for stigende varm gass er 0,8 eller mindre enn 0,8, det er anordnet en kanal ved den øvre del av kammeret for stigende varm gass, hvilken kanal kommuniserer med rommet for fallende varm gass, og det er anordnet et gasskanalutløp i den nedre del av rommet for fallende varm gass.

2. Innretning for oppvarming av en væske ifølge krav 1, karakterisert ved at forholdet Sf mellom bredden til væskepassasjen Bfi i det indre vannrom og bredden til væskepassasjen Bfo til det ytre vannrom er 0,8 eller mindre enn 0,8.

3» Innretning for oppvarming av en væske, karakterisert ved at den innbefatter et vertikalt sylinderformet første ytre hus, et første indre hus som har en form som praktisk talt er den samme som formen til det nevnte første ytre hus, og som er anordnet inne i det sistnevnte med avstand fra dette slik at det dannes et første rom, et andre ytre hus som har en form som i praksis svarer til formen til det nevnte første indre hus og er anordnet inne i dette med avstand fra det slik at det dannes et andre rom som danner et rom for fallende varm gass, og et andre indre hus hvis form i praksis svarer til formen til det andre ytre hus, hvilket andre indre hus er anordnet i avstand fra det andre ytre hus slik at det dannes et tredje rom som danner et indre vannrom og også danner et kammer for en stigende varm gass inne i det andre indre hus, idet indre og ytre vannrom står i forbindelse med hverandre øverst og nederst, kammeret for stigende varm gass står i forbindelse med rommet for fallende varm gass ved den øvre del, forholdet mellom en radius R i rommet for fallende varm gass og en radius r for kammeret for fallende varra gass (i tilfelle av konisk utførelse av det indre og ytre vannrom betyr R og r middelradiusen) er satt til en verdi som tilfredsstiller uttrykket o< ^ - 10 ,8, en kanal kommuniserer med rommet for fallende varm gass ved den øvre del av kammeret for stigende varm gass, og en gassavløpskanal er anordnet ved den nedre del av rommet for fallende varm gass.

4« Innretning for oppvarming av en væske ifølge krav 3»karakterisert ved at forholdet Sc mellom bredden til væskepassasjen Bci i det indre vannrom og bredden til væskepassasjen Bco i det ytre vannrom er 0,8 eller mindre enn 0,8.