BE1011595A3

BE1011595A3 - Verbeterde warmtewisselaar en werkwijze voor het verwezenlijken van zulke warmtewisselaar.

Info

Publication number: BE1011595A3
Application number: BE9700995A
Authority: BE
Inventors: Erik Waumans
Original assignee: Ewa Nova Bvba Besloten Vennoot
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 1999-11-09

Abstract

Verbeterde warmtewisselaar, daardoor gekenmerkt dat hij hoofdzakelijk bestaat uit minstens één baan die gevormd is door een laag buigzame folie (2) waarop aan minstens één zijde plaatselijke afdichtingen of verdikkingen (4-11-13-14-15-18-19) zijn aangebracht teneinde in-en uitgangen (8-9-20-21) te vormen, waarbij deze baan (banen) zodanig is (zijn) opgerold dat tussen de tegen elkaar opgewonden windingen, van elkaar afgescheiden doorgangen (3) voor twee of meer fluïda zijn gevormd.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verbeterde warmtewisselaar en werkwijze voor het verwezenlijken van zulke warmtewisselaar. De huidige uitvinding heeft betrekking op een verbeterde warmtewisselaar alsook op een werkwijze voor het verwezenlijken van zulke warmtewisselaar. 



  Men weet dat in zeer vele gevallen gebruik wordt gemaakt van warmtewisselaars, met andere woorden inrichtingen waarbij twee of meer fluida in tegengestelde zin ten opzichte van elkaar verplaatst worden en waarbij tussen deze fluida op geschikte wijze een warmteuitwisseling geschiedt. 



  Een bijzondere toepassing van zulke warmtewisselaars wordt bijvoorbeeld gevormd op plaatsen waar warme lucht uit een bepaalde omgeving wordt verwijderd en er in de plaats van deze warme lucht koude lucht wordt toegevoerd en waarbij door het laten passeren van zowel de warme afvoerlucht als de koude toevoerlucht doorheen zulke inrichting, er een geschikte warmtewisselaar verkregen wordt,   één   en ander zodanig dat de koude toevoerlucht enigszins wordt opgewarmd door de afgevoerde warme lucht ten einde een bepaalde terugwinning aan warmte te bekomen. 



  Tot op heden worden zulke warmtewisselaars steeds gevormd door als het ware een hoeveelheid kamertjes, die ieder verwezenlijkt zijn in plaatmateriaal, naast elkaar op te stellen waarbij de lengte van de warmtewisselaar, met andere woorden het aantal kamertjes, bepalend is voor de capaciteit en het rendement van de warmtewisselaar en waarbij deze kamertjes alternatief in verbinding staan met een koud fluïdum, respectievelijk een warm fluïdum. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 Het verwezenlijken van deze bekende warmtewisselaars, die op zichzelf trouwens een goed rendement hebben, is zeer arbeidsintensief vermits de voornoemde kamertjes ieder afzonderlijk moeten gevormd en met elkaar verbonden worden door de onderdelen ervan, afhankelijk van het materiaal, aan elkaar te lijmen, te lassen of dergelijke. 



  De huidige uitvinding heeft dan ook een warmtewisselaar als voorwerp, alsook een werkwijze voor het verwezenlijken van zulke warmtewisselaar, die op zeer eenvoudige wijze is uitgevoerd en waarbij de kosten voor het verwezenlijken ervan aanzienlijk kleiner zijn dan de kosten voor het verwezenlijken van traditionele warmtewisselaars gevormd door naast elkaar geplaatste kamertjes. 



  De warmtewisselaar volgens de uitvinding bestaat hiertoe hoofdzakelijk uit minstens   één   baan die gevormd is door een laag buigzame folie waarop aan minstens één zijde plaatselijke afdichtingen of verdikkingen zijn aangebracht teneinde ingangen en uitgangen te vormen, waarbij deze baan zodanig is opgerold dat tussen de tegen elkaar opgewonden windingen, van elkaar afgescheiden doorgangen (3) voor twee of meer fluida zijn gevormd. 



  De werkwijze volgens de uitvinding die toelaat de voornoemde warmtewisselaar te verwezenlijken bestaat in het vormen van een baan die gevormd wordt door het aanbrengen op een buigzame folie van plaatselijke afdichtingen of verdikkingen, één en ander zodanig dat door deze verdikkingen doorgangen worden bepaald, en het vervolgens zodanig oprollen van minstens één zulke baan dat tussen de tegen elkaar opgewonden windingen, van elkaar afgescheiden doorgangen voor twee of meer fluida worden gevormd. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een warmtewisselaar volgens de uitvinding met verwijzing naar de bijgaande tekeningen waarin : figuur 1 in perspectief een warmtewisselaar volgens de uitvinding weergeeft ;

   figuur 2 een rechtgetrokken gedeelte weergeeft van de 
 EMI3.1 
 warmtewisselaar volgens figuur 1 figuur 3 een bovenaanzicht weergeeft van figuur 2 figuur 4 in perspectief twee lagen weergeeft van figuur   2 ;   figuur 5 een zieht weergeeft gelijkaardig aan dit van figuur 4, doch waarbij de voornoemde lagen ten opzichte van elkaar verplaatst zijn ; figuur 6 in perspectief en tijdens het oprollen van de warmtewisselaar een variante weergeeft van de uitvoering volgens de figuren 1 tot   5 ;   figuur 7 op grotere schaal een eindzicht weergeeft van de warmtewisselaar volgens figuur   6 ;   figuur 8 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 7 door F8 is aangeduid ;

   figuur 9 een zieht is gelijkaardig aan dit van figuur 6, doch voor een   uitvoeringsvariante ;   figuur 10 een schematische doorsnede weergeeft volgens lijn X-X in figuur   9 ;   figuur 11 een zieht is gelijkaardig aan dit van figuur 5, doch voor de uitvoeringsvorm van figuur   9 ;   figuur 12 een zieht is gelijkaardig aan dit van de figuren 6 en 9 doch voor nog een   uitvoeringsvariante ;   figuur 13 een schematische doorsnede weergeeft volgens lijn XIII-XIII in figuur   12 ;   

 <Desc/Clms Page number 4> 

 figuur 14 een zieht is gelijkaardig aan dit van figuur
5, doch voor de uitvoeringsvorm van figuur   12 ;   figuur 15 een zieht is gelijkaardig aan dit van de figuren 6,9 en 12, doch voor nog een andere   uitvoeringsvariante ;

      figuur 16 een schematische doorsnede weergeeft volgens lijn XVI-XVI in figuur   15 ;   figuur 17 een zieht is gelijkaardig aan dit van figuur
5, doch voor de uitvoeringsvorm van figuur   15 ;   figuur 18 in perspectief nog een variante weergeeft van een warmtewisselaar volgens de uitvinding ; figuur 19 een schematische doorsnede weergeeft volgens lijn XIX-XIX in figuur   18 ;   figuur 20 een zieht is gelijkaardig aan dit van figuur
5, doch voor de uitvoeringsvorm van figuur 18. 



  In figuur 1 is een warmtewisselaar 1 weergegeven die bestaat uit een baan die gevormd wordt door een opgerolde laag materiaal 2 die vertrekt vanuit het midden van de warmtewisselaar en eindigt aan de omtrek ervan, waarbij zulke laag 2 uit om het even welk materiaal kan bestaan, zoals kunststoffolie, metaalfolie of dergelijke waarop doorgangen 3 zijn gevormd. 



  In de uitvoering volgens de figuren 1 tot 5 is tot dit doel bijvoorbeeld een tweede folie 4 op de folie 2 bevestigd waarbij deze folie 4, enerzijds, en, anderzijds, uitsparingen, respectievelijk 5 en 6, vertoont die in dit geval een U-vorm bezitten en uit de folie 4 zijn uitgesneden, uitgekapt of dergelijke. 



  De opening van iedere uitsparing 5-6 wordt gedeeltelijk afgesloten door een symmetrisch geplaatste afdichtingsstrip 7 zodat tussen de uiteinden van de uitsparingen 5 en 6 en 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 deze afdichtingsstrip 7 een ingang 8, respectievelijk een uitgang 9, wordt gevormd. 



  De folie 4 kan in om het even welk buigzaam materiaal worden verwezenlijkt. 



  In een zeer bijzondere uitvoeringsvorm kan de folie 4 vervangen worden door het aanbrengen van een dikte door drukken teneinde een opdruk 4 te vormen die bijvoorbeeld bekomen wordt door middel van zeefdruk. 



  In het geval van een folie 4 zal deze op de folie 2 bevestigd worden door kleven, lassen of dergelijke, terwijl in het geval van een opdruk 4 een geschikte inkt of andere dikke vloeistof of pasta zal gekozen worden die door bijvoorbeeld zeefdrukken op een geschikte dikte op de folie 2 zal aangebracht worden. 



  De folie, respectievelijk de opdruk 4 die hiervoor wordt toegepast, zal een geschikte dikte vertonen, bijvoorbeeld van de orde van 1 mm ä 2 cm. 



  De breedte B van de folie 2, respectievelijk van de folie of de opdruk 4, zal gekozen worden in overeenstemming met de gewenste capaciteit van de warmtewisselaar en zal normalerwijze gelijk zijn aan de lengte B van deze laatste. 



  De capaciteit van de voornoemde warmtewisselaar zal verder bepaald worden door het aantal lagen waaruit hij is samengesteld en de dikte van de delen 2 en 4. 



  De aansluiting van de warmtewisselaar op een geschikte aanvoerleiding, respectievelijk afvoerleiding, is zeer eenvoudig. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 Afhankelijk van het feit of de aansluiting van deze leidingen over het volledig oppervlak van een uiteinde van de warmtewisselaar geschiedt of over een gedeelte van de oppervlakte van het uiteinde ervan zal de stap A van de folie 2, respectievelijk van de folie of opdruk 4, progressief vergroten van het midden van de warmtewisselaar 1 naar de buitenomtrek toe, waarbij deze vergroting afhankelijk is van de gezamelijke dikte van de folie 2 en de folie of opdruk 4. 



  In deze uitvoering is de stap A voor ieder omwenteling gelijk aan de omtrek van de gevormde spiraal zodat het midden van de delen die gevormd worden tussen de uitsparingen 5 en 6 op   één   lijn L-L komen te liggen. 



  Het is duidelijk dat de voornoemde stap A kleiner kan zijn of groter kan zijn dan   één   omwenteling, waarbij de aansluitingen van de aanvoer- en afvoerleiding geschikt worden aangepast. 



  In deze uitvoering zal de koude luchtaanvoerleiding aan   een   uiteinde van de warmtewisselaar worden aangesloten, terwijl de warme luchtafvoerleiding aan het andere uiteinde wordt aangesloten. 



  In de uitvoeringsvorm volgens de figuren 6 tot 8 is een uitvoering weergegeven waarbij in de ingangen 8, respectievelijk uitgangen 9, afstandselementen 10 zijn aangebracht die bijvoorbeeld gevormd worden door een band die trapeziumvormige plooien bezit. 



  In de uitvoeringsvorm volgens de figuren 9 tot 11 is een uitvoering weergegeven waarbij de folie of opdruk 4 gevormd wordt door een T-vormige verdikking 11 die, enerzijds, en, 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 anderzijds, van de folie 2 op deze laatste is aangebracht ten einde tussen de wikkelingen van de folie 2 ingangen 8 en uitgangen 9 te vormen. 



  Wanneer de progressief veranderlijke stap A van de T-vormige afdichtingen of verdikkingen 11 gelijk is aan de omwenteling van een betreffende winding zullen de aansluitingen van de aanvoerleiding, respectievelijk afvoerleiding, die met zulke warmtewisselaar verbonden worden ieder aan   één   uiteinde van de warmtewisselaar aangesloten worden, waarbij de windingen opeenvolgend aansluiten op de koude luchtleiding en de warme luchtleiding. 



  Ook in dit geval zullen de T-vormige afdichtingen 11 gevormd worden door, ofwel een folie in kunststof, metaal of dergelijke, ofwel een opdruk door middel van bij voorbeeld zeefdrukken. 



  Op de folie 2 zullen bij voorkeur kleine uitsteeksels 12 worden voorzien waarvan het de bedoeling is de afstand tussen de op elkaar gewikkelde folies 2 te verzekeren, waarbij deze uitsteeksels kunnen gevormd worden door op de folie aangebrachte elementen of in de folie gevormde uitstulpingen. 



  In de figuren 12 tot 14 is een uitvoering weergegeven die te vergelijken is met de voorgaande uitvoeringen doch waarbij de voornoemde doorgangen bepaald worden door strippen 13 en 14 die geschrankt, enerzijds, en, anderzijds, op de folie 2 zijn voorzien. 



  Ook in deze uitvoering zullen de voornoemde kleine uitsteeksels 12 worden voorzien. 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 In dit geval worden tegelijkertijd twee banen 2-13-14 opgerold, waarvan de strippen 13-14 afwisselend zijn aangebracht, zodat in opgewonden toestand er zieh steeds een koude doorgang boven een warme doorgang bevindt en omgekeerd. 



  In de uitvoeringsvorm volgens de figuren 15 tot 17 is op de folie 2 aan   één   zijde een over de volledige lengte van de folie doorlopende verdikkende afdichtingstrip 15 voorzien in de vorm van een folie, een opdruk of dergelijke en is aan de tegenoverliggende zijde van de folie 2, bij voorkeur, doch niet noodzakelijk, een afstandselement 16 voorzien dat kan gevormd worden door elementjes die op regelmatige afstanden zijn aangebracht en die   éénzelfde   hoogte vertonen als de strip 15. 



  Bij voorkeur zullen deze elementjes bestaan uit opdrukken, met een geschikte inkt of dergelijke. 



  Het afstandelement 16 kan ook gevormd worden door afstandselementen die te vergelijken zijn met het afstandselement zoals toegepast in de uitvoering volgens figuur 6. 



  In deze uitvoeringsvorm worden eveneens tegelijkertijd twee banen 2-15-16 opgerold waarvan de strippen 15, respectievelijk de afstandselementen 16 tegengesteld zijn voorzien zodat aan een uiteinde van de warmtewisselaar 1 een afvoerleiding voor een fluidum kan aangesloten worden en aan het andere uiteinde een aanvoerleiding voor een fluïdum, waarbij de toevoer en afvoer van fluidum over meerdere segmenten, verdeeld over de omtrek van de warmtewisselaar, kan geschieden ten einde meerdere stroomkringen per wikkeling te bekomen. 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 



  Ook in dit geval kunnen de voornoemde kleine uitsteeksels 12 aangebracht op de voornoemde folie 2. 



  In de uitvoeringsvorm volgens de figuren 18 tot 20 is tenslotte een warmtewisselaar weergegeven waarbij de fluida radiaal doorheen de warmtewisselaar worden gevoerd, dit in tegenstelling tot de hiervoor besproken uitvoeringsvormen waarbij de fluida axiaal doorheen de warmtewisselaar worden gevoerd. 



  In dit geval is op de folie 2 aan iedere zijrand en over de ganse lengte een afdichtingsstrip of zeefdruk aangebracht, respectievelijk 18 en 19, waarbij tegelijkertijd twee aldus uitgeruste folies 2 samen worden opgewonden, zodat als het ware twee doorlopende kanalen, respectievelijk 20 en 21, worden gevormd die in het midden van de warmtewisselaar ten opzichte van elkaar zijn afgesloten. 



  Hierbij kan bijvoorbeeld de aanvoer van een fluidum centraal geschieden, terwijl de afvoer geschiedt via kanaal 20 en zal de aanvoer van het tweede fluidum via kanaal 21 geschieden en centraal worden afgevoerd, of omgekeerd. 



  Alhoewel in de beschreven voorbeelden steeds een cilindrische warmtewisselaar is weergegeven is het duidelijk dat, indien gewenst, de warmtewisselaar ook ovaal of aan twee zijden afgeplat kan uitgevoerd worden. 



  Als materiaal voor de buigzame folie (2) kan, buiten de genoemde kunststoffolie of metaalfolie, vanzelfsprekend ieder ander materiaal toegepast worden, zoals   o. a. slectief   doorlatende weefsels, papiersoorten, enz. 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 Alhoewel de plaatselijke afdichtingen 11-13-14-15-8-19 in de weergegeven uitvoeringen steeds zijn aangebracht op de folie 2 is het vanzelsprekend eveneens mogelijk zulke afdichtingen te verwezenlijken door de folie 2 plaatselijk geschikt te vervormen. 



  Het is duidelijk dat de huidige uitvinding geenszins beperkt is tot de als voorbeeld beschreven en in de bijgaande tekeningen weergegeven uitvoeringen, doch in allerlei vormen en afmetingen kan worden verwezenlijkt zonder buiten het kader der uitvinding te treden.

Claims

Conclusies. EMI11.1

1. warmtewisselaar, daardoor gekenmerkt dat hij hoofdzakelijk bestaat uit minstens één baan die gevormd is door een laag buigzame folie (2) waarop aan minstens één zijde plaatselijke afdichtingen of verdikkingen (4-11-13- 14-15-18-19) zijn aangebracht teneinde in- en uitgangen (8-9-20-21) te vormen, waarbij deze baan (banen) zodanig is (zijn) opgerold dat tussen de tegen elkaar opgewonden windingen, van elkaar afgescheiden doorgangen (3) voor twee of meer fluida zijn gevormd.

2.-Verbeterde warmtewisselaar volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de folie (2) bestaat uit kunststoffolie of metaalfolie.

3.-Verbeterde warmtewisselaar volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de plaatselijke afdichtingen (4) bestaan uit een folie kunststof, of metaalfolie.

4.-Verbeterde warmtewisselaar volgens conclusie l, daardoor gekenmerkt dat de plaatselijke afdichtingen (11-13-14-15-18-19) bestaan uit een strip kunststof of metaal.

5.-Verbeterde warmtewisselaar volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de plaatselijke afdichtingen (4-11-13-14-15-18-19) bestaan uit een opdruk met een dikke vloeistof, pasta of inkt. <Desc/Clms Page number 12>

6.-Verbeterde warmtewisselaar volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de plaatselijke afdichtingen (11-13-14-15-18-19) bestaan uit plaatselijke vervormingen van de folie (2). EMI12.1

7.-Verbeterde warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de folie of opdruk (4) een breedte (B) vertoont gelijk aan de breedte van de folie (2) die zelf gelijk is aan de lengte van de warmtewisselaar, waarbij deze folie of opdruk (4) afwisselend links en rechts van de folie (2) een U-vormige uitsparing (5-6) vertoont waarvan de opening gedeeltelijk afgesloten is door een symmetrisch geplaatste afdichtingsstrip 7 teneinde een ingang 8, respectievelijk een uitgang 9, te vormen waarin eventueel een EMI12.2 afstandselement (10-16) is aangebracht.

8.-Verbeterde warmtewisselaar volgens één van de conclusies 1 tot 6, daardoor gekenmerkt dat de folie of opdruk (11) T-vormig is uitgevoerd, en, enerzijds, en, anderzijds, op de folie (2) is voorzien.

9.-Verbeterde warmtewisselaar volgens een van de conclusies 1 tot 6, daardoor gekenmerkt dat de folie of opdruk (13-14) gevormd wordt door strippen die geschrankt, enerzijds, en, anderzijds, op de folie (2) zijn voorzien.

10.-Verbeterde warmtewisselaar volgens een van de conclusies 1 tot 6, daardoor gekenmerkt dat de folie of opdruk (15) gevormd wordt door een doorlopende strip (15) EMI12.3 aan een zijde van de folie (2).

11.-Verbeterde warmtewisselaar volgens één van de conclusies 1 tot 6, daardoor gekenmerkt dat de folie of <Desc/Clms Page number 13> opdruk (18-19) gevormd wordt door twee strippen die aan beide zijranden van de folie (2) zijn voorzien.

12.-Verbeterde warmtewisselaar volgens een van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat tussen de folies of opdrukken (4-11-13-14-15-18-19) op de folie (2) EMI13.1 kleine uitsteeksels (12) zijn voorzien.

13.-Verbeterde warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat tegelijkertijd twee banen zijn opgerold.

14.-Werkwijze voor het verwezenlijken van een warmtewisselaar 1 volgens één der conclusies 1 tot 13, daardoor gekenmerkt dat zij bestaat in het vormen van een baan die gevormd wordt door het aanbrengen op een buigzame folie (2) van plaatselijke afdichtingen of verdikkingen (4-11-13-14-15-18-19), één en ander zodanig dat door deze verdikkingen (4-11-13-14-15-18-19) doorgangen (3) worden bepaald, en het vervolgens zodanig oprollen van minstens één zulke baan dat tussen de tegen elkaar opgewonden windingen, van elkaar afgescheiden doorgangen (3) voor twee of meer fluida worden gevormd.