SE508521C2 - Förfarande för framställning av ett böjligt värmeväxlande organ, en anordning för genomförande av förfarandet samt ett böjligt organ framställt genom förfarandet - Google Patents

Description

15 20 25 30 Asos 521 2 nackdelarna och åstadkomma ett böjligt värmeväxlande organ som är lätt, hållfast och rationellt att framställa.

Detta syfte uppnås av den uppfinning som först nämts ovan och som uppvisar särdrag enligt något av bifogade självständiga patentkrav.

I de efterföljande underordnade patentkraven beskrivs utföringsformer av uppfinningen. I _ Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av den följande beskrivningen av ett solfångarsystem innefattande ett böjligt värmeväxlande organ enligt en utföringsform av uppfinning, vilken utgör ett exempel och således ej är begränsande för uppñnningens skyddsomfång. För att underlätta förståelsen är i texten införda hänvisningar till bifogade ritningsfigurer, i vilka ekvivalenta eller liknande delar givits samma hânvisningsbeteckning.

Fig. 1 visar delar av ett solfångarsystem där organ enligt föreliggande uppñnning med fördel kan användas. Fig. 2 visar schematiskt en perspektivvy med isärdragna delar av en solfångande absorbatorskärm. Fig. 3 visar i större skala en sektion av skärmen enligt fig. 2 i monterat läge. Fig. 4 visar ett halvfabrikat av ett värmeväxlande organ enligt en utföringsforrn av uppfinningen. Fig. 5 visar schematiskt en produktionslinje för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen. Fig. 6 visar en sektionsvy i snitt av ett värmeväxlande organ enligt en utföringsform.

I fig 1 visas schematiskt ett antal seriekopplade absorbatorskärmar eller -paneler 1 tillhörande ett system för soluppvärmnig av fluid. Skännarna anordnas på känt sätt riktade mot solen i en för alnuell latitud lämplig vinkel till horisontalplanet. Skärmarna genomströmmas av fluiden, som på sin färd genom skärinarna upptar energi i form av värme och fluidens temperatur stiger. Energin kommer från direkt solstràlning och från omgivningens temperatur. Värmet tas sedan tillvara i systemets övriga men här ej visade delar, vilka t ex kan innefatta en accumulatortank, en värmeväxlare eller en direkt anslutning till t ex en pool eller någon annan för aktuell tillämpning lämplig utrustning.

Systemets effekt bestäms väsentligen av avståndet till solen och den yta som exponeras. I vårt exempel har skärmama som utgör modulenheter standardiserade areor och systemets effekt kan således regleras av antalet anslutna skärmar.

Såsom framgår av fig. 2 kan en skärm innefatta en bärande låda 2 försedd med ett 10 15 20 25 30 508 521 s transparent lock 3. Invândigt lådan är ett fluiden inneslutande organ anordnat, närmare bestämt ett böjligt värmeabsorberande organ 4, som nedan benämns absorbatom. Genom absorbatom 4 strömmar för transport av värmet den värmebärande fluiden, tex vatten, vattenblandningar eller någon annan lämplig fluid.

Absorbatom uppvisar två flödesöppningar, ett inlopp 5 och ett utlopp 6, samt mellan dessa en flödespassage, som i det visade exemplet utbreder sig över hela absorbatorytan och därmed liksom denna även över väsentligen hela lådans bottenyta.

I den visade föredragna utföringsforrnen är inloppet 5 och utloppet 6 anordnade i diagonalt motstående hörn av absorbatom och innefattar vart och ett ett anslutningsorgan 7.

Anslutningsorganet 7 sträcker sig genom lådans sidor för anslutning till komplementärt utformade anslumingsorgan hos intilliggande absorbator eller till en ledning anslutande absorbatom till det övriga systemet.

Det bör förstås att även andra lokaliseringar är möjliga för inlopp och utlopp liksom det är möjligt att i en och samma kropp 4 anordna flera in- resp. utlopp, allt efter önskemålen i aktuell tillämpning. Även anslutningsorganens detalj utformning kan variera och anpassas efter aktuell tillämpning. Exempelvis kan de innefatta kopplings- eller anslutningsanordningar för snabb, enkel och tät anslutning till andra systemkomponenter.

De kan vidare innefatta organ för upphängning av absorbatom i tillämpningar utan lådan eller för fixering eller underlättande av tätning vid tex genomgångar.

Lådan 2 är i det visade exemplet rektangulär, med två parallella gavelsidor och två något längre och parallella långsidor 8. I vardera en av lådans båda långsidor är anordnat två genomgångsöppningar 9 för anslutning av absorbatom till det övriga systemet, en öppning vid vardera änden av sidan. Under normala förhållanden nyttjas enbart två anslumingsöppningar, varvid de övriga två förses med företrädesvis lösbara täckbrickor 10.

De fyra öppningarna gör att användaren genom att vända absorbatom 4 upp och ned i en och samma låda kan anordna inloppet antingen vid ena eller andra änden av den med öppningar försedda sidan. Återknytande till ñg 1 ansluts seriekopplade skärmar enligt föreliggande uppfinning växelvis med inloppet upptill och nedtill, vilket alltså är möjligt med standardlådor uppvisande flyttbara täckbrickor och vändbara absorbatorer. Detta förutsätter naturligtvis att absorbatorema 4 uppvisar samma materialegenskaper med avseende på resistans mot 508 521 10 15 20 25 30 4 solexponering, täthet och materialstabilitet vid båda sina huvudytor, vilket är fallet i föreliggande utföringsforrn.

Locket 3 år företrädesvis framställt av ett isolerande transparent material. Som exempel kan nämnas ett lock i ett transparent plastmaterial uppvisande åtskilda luftkanaler eller kammare i ett eller flera skikt, varvid åstadkommes ett isolerande lock som vid tex målnighet förhindrar värmeläckage. Vidare är företrädesvis en tätningslist anordnad mellan lådan och locket förhindrande vattenlâckage utifrån och in i lådan, t ex vid nederbörd eller kondens. Lådan är också företrädesvis försedd med dräneringshål för evakuering av eventuellt förekommande fukt.

Lådan innefattar vidare enligt en utföringsforrn, som visas i fig. 3, en bädd 11 av isolerande material utefter dess botten, vilket material uppbär absorbatom 4 och motverkar vårmeförluster genom lådans botten. Isoleringen kan med fördel ges den proñlutformning som framgår av figur 3, varvid isoleringen ger stöd åt absorbatorlcroppen 4 och skjuter fram denna mot locket 3 utan att locket vidrörs. Forrngivningen medför att spalten mellan locket och absorbatom kan regleras. Lådans djup i det visade exemplet bestäms av grovleken hos den stela del av anslutningsorganen 7 som befinner sig i lådan och som i det visade exemplet är grövre än absorbatorkroppens tjocklek. I en föredragen utföringsform år avståndet mellan locket 3 och absorbatorytan ca 6 mm.

För att uppnå hög verkningsgrad är det önskvärt att hålla nere strömningspassagens höjd och istället sprida vattenvolymen över en stor yta. Undersökningar har visat att ett lämpligt förhållande mellan vattenvolym och yta i absorbatorer av föreliggande typ är ca 1,8 liter per kvadratmeter, vilket motsvaras ett vattendjup av ca 1,8 mm. Även andra vattendjup är naturligtvis möjliga.

I föreliggande utföringsform har föreslagits ett mönster där flödespassagen uppvisar en yttre avgränsning, som sammanfaller med absorbatorkroppens periferi, samt innanför denna ett flertal punktvisa sammanfogningar 12 av absorbatoms 4 mantelytor, vilka punktvisa sammanfogningar åstadkommer en uppdelning och spridning av vattenströmrnen.

Dessa punktvisa sammanfogningar 12 förhindrar även att flödespassagen bildar utbukmingar vid tryckhöjning i den böjliga absorbatom, vilket skulle medföra lokalt ökat volym/ yta förhållande och lägre verkningsgrad.

De punktvisa sammanfogningarna kan uppvisa olika former, såsom runda, ovala, 10 15 20 25 30 508 521 s hundbenformiga eller utgöra linjer, raka eller svängda. I den visade exemplet har runda fogar använts.

Vid framställningen av det värmeväxlande organet, som här används som absorbator, används en böjlig elastisk plastisk matta. I mattan präglas in ett mönster efter önskad flödespassage. Mattan är således i stånd att behålla en given form efter plastisk deformation. Mattan är både före och efter den plastislm deformationen böljlig, vattentät och formstabil, när utsatt för normal belastning under normala driftsbetingelser, dvs stark solstrålning och hög temperatur.

Mattan innefattar minst ett termoplastiskt polymerytskikt men kan även innefatta en syntetisk bärare för att förstärka mattan.

Bärare är företrädesvis av syntetfiber, tex vävd, stickad, varptrikå eller non vowen. Den är sedan belagd med minst ett termoplastiskt polymerskikt, tex av polyuretan.

Bäraren kan vara belaggd på två sidor med ett eller flera termoplastiska polymerskikt, varav åtminstone det yttersta med fördel uppvisar en matt yta. Bärare väljs efter vilka belastningstöjningar som erfordras vid präglingen av mönstret.

I ett utföringsexempel har valts en vävd bärare som är stark mot rivning och töjning, är böjlig och följsam. Gamet i väven är av polyester, 280 dtex. För att kunna innestânga vatten behöver en vävd bäraren beläggas, så att håligheterna mellan garnen ansluts, vaffdfi föreliggande urfdrmgsfdnn bäraren är belagd på wa sidor med pdiyurem i två skikt. Sldkten kan t ex appliceras genom att bäraren löper genom ett bad och därefter passerar en spalt som reglerar beläggningsskiktets tjocklek. Även andra kända metoder kan användas.

När mattan präglas sträcks mattan lokalt och deformationen blir med rätt dimensionerad matta plastisk, varvid mattan behåller det präglade mönstret. I exemplet ovan kan bäraren dimensioneras att vara den som plastiskt deformeras och därmed uppbär det präglade mönstret.

Vid präglingen erfordras att slcikten håller samman trots de lokalt laaftiga yttöjningarna.

Med grova maskor i bäraren kan ett första skikt utgöra ett grunderingsskikt som säkerställer att det efterföljande ytsldktet pätörs en tätare och slätare yta, vilket innebär att den sammanlaggda skikttjockleken blir jämnare över mattans yta. 508 521 10 15 20 25 30 6 Föredraget är naturligtvis att med ett skikt åstadkomma både vidhäftning och tätning.

Det termoplastiska skiktet erbjuder alltså en tätande funktion och möjliggör sammansmältning, svetsning, av mattan men bidrar även till att skydda bäraren mot de materialnedbrytande solstrålalama.

I en ytterligare utföringsform kan mattan utgöras av en oarmerad termoplastfolie.

Det uppñnningsenliga förfarandet för framställning av det böjligt värmeväxlande organet som här används som absorbator innefattar stegen att ett flödespassagens utsträckning motsvarande mönster präglas in i en böjlig matta, att en andra böjlig matta anordnas över den första präglade mattan samt att mattoma sarnmanfogas för bildande av absorbatoms kropp 4. Mattoma kan exempelvis sammanfogas medelst högfrekvens, ultraljud, varmluft eller annat för valda material lämplig metod, t ex limning.

Ett formstabilt anslutningsorgan 7 kan anordnas ett i kroppens inlopp 5 och ett i lcroppens utlopp 6 för underlättande av anslutning till omgivande system. Mattan kan också anordnas i ett formverktyg uppvisande stödytor i ett anliggningsplan och kring dessa fórsänkriingar eller urtag, varvid mattan vid präglingen sträcks ut ur anliggningsplanet och ned i urtagningarna.

I en utföringsform sammanfogas två spegelvänt präglade mattor för bildande av kroppen 4 och de sammanbindningen åstadkommande fogarna bildas medelst sammansmältning av termoplastiska ytor hos mattoma, vilka ytor undgått plastisk formförändring. Genom att utföra svetsning vid ytpartier som ej utsatts för sträckning och där materialtjockleken bibehällits erhålles en stabilare fog.

Präglingen av de två spegelvänt mönstrade mattoma kan utföras samtidigt, t ex genom att två mattor anordnas åtskilda av en elastisk dyna mellan två spegelvänt utbildade forrnverktyg. Verktygen förs sedan mot varandra ansättande de två av den elastisk dynan åtskilda mattoma, varvid mattoma av den elastiska dynans deformation sträcks ned kring anliggningsytoma i en sådan omfattning att det i mattoma uppstår lokala plastiska formförändringar präglande mönstret.

För att vid stora mönsterytor förbättra formprecisionen kan den elastiska dynan påfóras dragkrafter tvärs forrnverktygens klärnmande ansättningsriktrting, varvid den elastiska dynan sträcks utåt i samtliga riktningar ortogonalt ut från axeln för forrnverktygens 10 15 20 25 30 508 521 ansättrtingsriktriing.

I en ytterligare utföringsforrn kan två banor med böjligt material föras fram till en mönsterpräglande station, där de spegelvända mönstren präglas in i mattoma. Därefter kan de präglade mattoma föras till en sammanfogande station, där mattoma sammanfogas, tex medelst högfrekvenssvetsning. De sammanfogande mattoma kan sedan föras vidare till en station som avlägsnar överblivet matrial, tex genom stansning. _ I en alternativ utföringsform kan den elastiska dynan efter präglingen avlägsnas och präglingsverktygen kan med mattoma kvar i sina lägen åter föras samman, denna gång så att mattoma ansäts mot varandra, varvid verktygen är anslutbara till ett högfrekvensaggregat eller på armat sätt kan upphettas tillräckligt för att de termoplastiska materialen i mattomas ytor smälter samman.

För genomförande av förfarandet kan användas en anordning, av vilken en utfóringsforrn schematiskt visas i fig. 5, innefattande två mot varandra ansättbart anordnade forrnverktyg 13 uppvisande i sina mot varandra vända ytor väsentligen spegelvända mönster i form av försänkningar i verktygens anliggriingsytor 14, varvid försänlmingarna motsvarar utsträckningen för önskad flödespassage. Anordningen innefattar vidare två mot varandra ansättbart anordnade sammanfogningsverktyg 15 uppvisande i sina mot varandra vända ytor väsentligen spegenvända mönsteri form av anliggningsytor 16, utgörande sammanfogningsverktygens elektroder. Elektrodema uppvisar ett mönster motsvarande flödespassagens avgränsningar samt är anslutbara till ett högfrekvensaggregat. En elastisk dyna 17 med väsentligen parallella huvudytor kan vara insvängbart eller lösbart anordnad mellan forrnverktygen 13. Den elastiska dynan 17 kan vara anordnad i en ram under dragspänning i riktningar tvärs forrnverktygets 13 ansättrtingsrikming.

Anordning kan vidare vara försedd med ett stansverktyg anordnat för utstansning av det svetsade organet. Ett stansverktyg kan även vara anordnat för utstansning av ett ämne framför eller bakom formverktyget, varvid formstandardiserade ärnnen företrädesvis försedda med stymingar, tex i form av styrhäl, kan anordnas i forrn- och/eller sammanfogningsverktyget.

I en produktionslinje kan tvâ rullar 18 med mattmaterial vara avrullbart anordnade framför formverktygen och förflyttningsorgan vara anordnade ßr frammatning av mattoma in mellan formverktygen 13 i läge för prägling och efter präglingen frammatning av de 10 15 20 25 30 sus 521 8 präglade mattoma in i läge mellan sammanfogningsverktygen 15. Förflyttriingsorgan kan även vara anordnade för frammatning av det sammanfogade organet fram till en station med stansverktyg eller liknande för en slutlig putsning av organet/absorbatom.

Formverktyget och sammanfogningsverktyget kan även vara utförda i samma mot varandra ansâttbart anordnade verktyg, varvid formverktygets anliggningsytor är reglerbart anslutbara till ett högfrekvensaggregat och att den elastiska dynan vid prägling är insvängbart anordnad mellan verktygen. Vid sammanfogning är dynan svängd bort från mattoma.

Formverktyget uppvisar vid prägling företrädesvis en förföjd temperatur. Detta åstadkommas t ex genom att ånga tillåts strömma genom kanaler i formverktyget eller genom anordnandet av elektriska värmeelement i dessa.

Anordning kan även innefatta ett positioneringsverktyg, avsett att redan inför sammanfogningen av mattoma positionera ett hällarorgan mellan mattoma där organets inlopp resp. utlopp är anordnat. Positioneringsorganet är vidare anslutbart till högfrekvensorganet, varvid anslutningsorganet/-en kan svetsas fast vid mattoma samtidig som mattoma sammanfogas. Detta medför en mycket rationell framställning av ett böjligt värmeväxlande organ.

Fig. 6 visar schematiskt en del av en absorbator 5 framställd på det senast beskrivna sättet. Den böjliga absorbatom har skurits upp utefter fogarna och anslutningsorganet 7 är även det uppskuret i samma plan. Anslutningsorganet 7 visas som ett svagt koniskt stelt rör, t ex av termoplast, som medelst högfrekvenssvetsning sammanfogats med mattan.

Anslutningsorganets 7 fria ände kan uppvisa vilket som helst för vidare anslutning lämpligt kopplingsorgan. I ett exempel kan den fria änden uppvisa en utkragning avsedd att mötas av en likadan utlcragning på ett intilliggande organ eller ledning, vilka utkragningar medelst en lcrympring, invändigt försedd med ett V-formigt runtomgående spår, och företrädesvis en dem emellan anordnad packning ansätts mot varandra. Fördelen med detta exempel är att anslutningarna tar mycket liten plats i anspråk, varför solfängarskärmar kan placeras mycket tätt.

Claims (17)

q 508 521

1. Patentkrav l, Förfarande för framställning av ett böjligt värmeväxlande organ för upptagande av värme från eller avgivande vänne till organets omgivning, varvid organet innefattar en av sammanfogade böjliga mattor bildad kropp (4) avsedd att uppvisa en invändig flödespassage för en värmebärande fluid strömmande genom organet från ett inlopp (5) till ett utlopp (6), k ä n n e t e c k n at a v att en plastiskt elastisk matta anordnas i ett formverktyg (13) uppvisande stödytor med försänkningar motsvarande önskad flödespassage, att mattan sträcks ut kring stödytorna och ned i försänkningarna åstadkommande lokala plastiska formförändringar i mattan, att mattan sammanfogas med en annan matta i de ytor som undgått plastisk formförändring medelst ett sammanfogningsverktyg.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att två spegelvänt lokalt plastiskt formförändrade mattor sammanfogas bildande kroppen (4).

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n at a v att forrnförândringen av de två spegelvånt mönstrade mattoma utförs samtidigt.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a_t a v att två mattor anordnas åtskilda av en elastisk dyna, att två spegelvänt utbildade forrnverktyg förs mot varandra ansättande mellan sig de två av den elastisk dynan åtskilda mattoma och att mattoma av den elastiska dynans deformation sträcks ned kring anliggningsytorna.

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n et e c k n at a v att den elastiska dynan påförs dragkrafter tvärs formverktygens klämmande ansättningsriktning, varvid den elastiska dynan sträcks utåt i samtliga riktningar ortogonalt ut från formverktygens ansättningsriktningsaxel, vilket begränsar den elastiska dynans deformation i planet.

6. För-farande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att sammanfogningen av kanter och invändiga mönstergivande fogar sker i ett moment.

7. Förfarande enligt något av föregående krav 4 till 6, k ä n n e t e c k n a t a v att böjligt material i två banor törs fram till en mönsterinpressande station, att de spegelvända mönstren inpressas i mattoma, att de mönsterförsedda mattoma förs till en sarnmanfogande station, att mattoma sammanfogas.

8. Förfarande enligt något av föregående krav 4 till 6, k ä n n e t e c k n a t a v att den elastiska dynan efter inpressningen avlägsnas, att inpressningsverktygen åter förs samman och att verktygen ansluts till ett högfiekvenssvetsningsaggregat för svetsning av mattoma. sos 521 ~,Û

9. Anordning for framställning av ett böjligt värmeväxlande organ för upptagande av värme fi'ån eller avgivande värme till organets omgivning, varvid organet innefattar en av sarnmanfogade böjliga mattor bildad kropp (4) avsedd att uppvisa en invändig flödespassage for en vännebärande fluid strömmande genom organet från ett inlopp (5) till ett utlopp (6), k ä n n e t e c k n a d a v att anordningen innefattar två mot varandra ansättbart anordnade forrnverktyg (13) uppvisande i sina mot varandra vända ytor väsentligen spegelvända mönster i form av forsänkningar i verktygens anliggningsytor (14), varvid forsänlmingama motsvarar utsträckningen for önskad flödespassage, och att anordningen innefattar två mot varandra ansättban anordnade sammanfogningsverktyg (15) uppvisande i sina mot varandra vända ytor väsentligen spegelvända mönster i form av anliggningsytor (16) utgörande sammanfogningsverktygens elektroder, varvid elektroderna uppvisar ett mönster motsvarande flödespassagens avgränsningar samt att elektroderna är anslutbara till ett högfrekvenssvetsningsaggregat.

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v att en elastisk dyna (17) med väsentligen parallella huvudytor är anordnade mellan formverktygen.

11. ll. Anordning enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d a v att den elastiska dynan är anordnad med dragspänning i riktningar tvärs forrnverktygets ansättningsriktning.

12. Anordning enligt något av föregående krav 9 - 11, k ä n n e t e c k n a d a v att ett stansverktyg är anordnat för utstansning av det svetsade organet.

13. Anordning enligtnågotavkraven9 -12,kännetecknad av attminsttvå rullar med mattmaterial (18) är avrullbart anordnade framför formverktygen (13), att forflyttnirigsorgan är anordnade for frammatning av mattoma in mellan formverlctygen i läge for inpressning och att förflyttningsorgan är anordnade för frarnmatning av de formforändrade mattoma in i läge mellan sammanfogningsverktygen.

14. Anordning enligt något av föregående krav 9 - 12, k ä n n e t e c k n a d a v att forrnverktyget och sarnmanfogningsverktyget är utförda i samma mot varandra ansättbart anordnade verktyg, varvid formverktygets anliggningsytor är reglerbart anslutbara till ett högfrekvenssvetsrringsaggregat och att den elastiska dynan vid prägling är insvängbart anordnad mellan verktygen och vid sammanfognirig är anordnad vid sidan av verktyget.

15. Anordning enligt något av föregående krav 9 - 14, k ä n n e t e c k n a d a v att formverktyget vid inpressningen uppvisar en förhöjd temperatur. H sus 521

16. Anordning enligt något av föregående krav 9 - 15, k ä n n e t e c k n af' a v att ett positioneringsverktyg är anordnat for positionering av ett hållarorgan mellan mattoma vid organets inlopp och utlopp innan mattoma sammanfogas, att positioneringsorganet är anslutbart till högfrekvenssvetsningsorganet for samtidig svetsning av mattoma och anslutningsorganen.

17. Böjligt värrneväxlande organ framställt enligt förfarandet enligt krav l.