BE1018539A3

BE1018539A3 - HEAT EXCHANGER.

Info

Publication number: BE1018539A3
Application number: BE2009/0257A
Authority: BE
Inventors: Subodh Sharadchandra Patwardhan
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2011-03-01

Abstract

Warmtewisselaar bestaande uit een mantel (15) en een pijpenbundel die is opgebouwd uit rijen pijpen (27) die worden samengehouden door een reeks langwerpige vinnen (10) met gaten (11) waar doorheen de pijpen (8) zijn aangebracht en waarbij de mantel (15) is voorzien van een eerste in- en uitlaat (17 en 18) voor het in dwarse richting geleiden van een eerste warmtewisselend medium rondom de pijpen (8) en waarbij een tweede in- en uitlaat (19 en 20) is voorzien voor de geleiding van een tweede warmtewisselend medium doorheen de pijpen (8), waarbij voornoemde vinnen (10) met hun lengte gericht zijn volgens de stromingszin (21) van het eerste warmtewisselend medium dat rondom de buitenzijde van de pijpen (8) stroomt.Heat exchanger consisting of a shell (15) and a tube bundle composed of rows of pipes (27) held together by a series of elongated fins (10) with holes (11) through which the pipes (8) are placed and wherein the shell ( 15) is provided with a first inlet and outlet (17 and 18) for guiding a first heat-exchanging medium around the pipes (8) in a transverse direction and wherein a second inlet and outlet (19 and 20) is provided for the conduction of a second heat exchanging medium through the pipes (8), said fins (10) being oriented with their length according to the direction of flow (21) of the first heat exchanging medium flowing around the outside of the pipes (8).

Description

Warmtewisselaar.Heat exchanger.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar voor het uitwisselen van warmte tussen twee media.The present invention relates to a heat exchanger for exchanging heat between two media.

De uitvinding heeft meer speciaal betrekking op een warmtewisselaar van het type bestaande uit een mantel, die op beide uiteinden is afgesloten door een deksel en die voorzien is van een pijpenbundel die opgebouwd is uit rijen pijpen, waarbij elke rij pijpen wordt samengehouden door een reeks langwerpige vinnen met gaten waar doorheen de pijpen zijn aangebracht en waarbij de mantel is voorzien van een eerste in- en uitlaat voor het in dwarse richting geleiden van een eerste warmtewisselend medium rondom de pijpen en waarbij een tweede in- en uitlaat is voorzien in voor de geleiding van een tweede warmtewisselend medium doorheen de pijpen.The invention more particularly relates to a heat exchanger of the type consisting of a casing, which is closed at both ends by a cover and which is provided with a tube bundle built up from rows of pipes, each row of pipes being held together by a series of elongated fins with holes through which the pipes are arranged and wherein the jacket is provided with a first inlet and outlet for guiding a first heat exchanging medium around the pipes in a transverse direction and wherein a second inlet and outlet is provided for guiding of a second heat exchanging medium through the pipes.

Het is algemeen gekend dat de aanwezigheid van de voornoemde vinnen ervoor zorgt dat het warmtewisselend oppervlak van de pijpen aan de buitenzijde vergroot, waardoor het rendement van de warmtewisselaar verbetert.It is generally known that the presence of the aforementioned fins causes the heat exchanging surface of the pipes to increase on the outside, thereby improving the efficiency of the heat exchanger.

Traditioneel zijn de vinnen rechthoekig van vorm en is elke vin voorzien van meerdere cirkelvormige gaten welke gepositioneerd zijn volgens een regelmatig rechtlijnig patroon zodanig dat de geometrische zwaartepunten van de gaten zich op één rechte lijn bevinden en dat opeenvolgende gaten zich op gelijke afstand van elkaar bevinden.Traditionally, the fins are rectangular in shape and each fin is provided with a plurality of circular holes which are positioned in a regular linear pattern such that the geometric centers of gravity of the holes are on one straight line and that successive holes are equally spaced from each other.

Afhankelijk van de benodigde capaciteit van de warmtewisselaar worden verschillende rechthoekige vinnen aaneensluitend naast elkaar geplaatst en dusdanig als één blok in de mantel van de warmtewisselaar aangebracht, dit op zodanige manier dat een optimale warmteoverdracht wordt bekomen tussen beide media zodat een warmtewisselaar wordt bekomen met een goed rendement.Depending on the required capacity of the heat exchanger, different rectangular fins are placed consecutively next to each other and arranged as one block in the mantle of the heat exchanger in such a way that optimum heat transfer is achieved between both media so that a heat exchanger is obtained with a good heat exchanger. efficiency.

» Dit resulteert in een configuratie waarbij opeenvolgende pijpen volgens de stroomrichting van de media doorheen de mantel gepositioneerd zijn volgens een regelmatig zigzag patroon, waarbij de vinnen volgens hun lengterichting in een geschrankt patroon zijn voorzien.This results in a configuration in which successive pipes are positioned through the casing in the direction of flow of the media according to a regular zigzag pattern, the fins being provided in a longitudinal pattern according to their longitudinal direction.

Het gebruik van voornoemde vinnen vertoont het nadeel dat de rijen pijpen gevoelig zijn voor knik, waardoor de werkdruk in de pijpen beperkt dient te worden om dit fenomeen tegen te gaan.The use of the aforementioned fins has the disadvantage that the rows of pipes are susceptible to kinking, as a result of which the working pressure in the pipes must be limited in order to counteract this phenomenon.

Nog een nadeel is dat voor het verhogen van de doorstroomcapaciteit van een warmtewisselaar in wezen enkel kan ingespeeld worden op de lengte van de vinnen en/of de lengte van de pijpen aangezien de mogelijkheid voor het aanpassen van de doorstroomsnelheid eerder van beperkte aard is.A further drawback is that to increase the flow capacity of a heat exchanger, it is essentially possible to only respond to the length of the fins and / or the length of the pipes, since the possibility of adjusting the flow rate is rather limited in nature.

Immers wanneer de doorstroomsnelheid te hoog is zal de drukval te hoog worden en wanneer de doorstroomsnelheid te laag is dan zal de warmteoverdracht te laag zijn. Met andere woorden, wenst men de doorstroomcapaciteit te verhogen dan moet men de lengte van de vin en/of de lengte van de pijp vergroten.After all, if the flow rate is too high, the pressure drop will become too high and if the flow rate is too low, the heat transfer will be too low. In other words, if one wishes to increase the flow capacity, one must increase the length of the fin and / or the length of the pipe.

De te verwezenlijken lengte van de vinnen is echter beperkt door de fabricatiemethode en machines die gebruikt worden om de bundels pijpen van vinnen te voorzien en mede door het feit dat het risico van knik groter wordt naarmate de vin langer wordt aangezien de stroming van het eerste warmtewisselend medium loodrecht verloopt op de lengterichting van de vinnen.However, the length of the fins to be achieved is limited by the manufacturing method and machines used to provide fins for the tube bundles and also by the fact that the risk of kinking increases as the fin becomes longer as the flow of the first heat exchanger medium runs perpendicular to the longitudinal direction of the fins.

Het aanpassen van de lengte van de vin en/of de lengte van de pijp in functie van de benodigde doorstroomcapaciteit van een warmtewisselaar resulteert in een groot aantal mogelijke uitvoeringsvormen van een warmtewisselaar. Het nadeel hierbij is dat een flexibel en relatief complex productieproces moet worden voorzien.Adjusting the length of the fin and / or the length of the pipe as a function of the required flow capacity of a heat exchanger results in a large number of possible embodiments of a heat exchanger. The disadvantage here is that a flexible and relatively complex production process must be provided.

De huidige uitvinding heeft als doel een oplossing te bieden voor één of meer van voornoemde en/of andere nadelen.The present invention has for its object to provide a solution for one or more of the aforementioned and / or other disadvantages.

Hiertoe betreft de uitvinding een warmtewisselaar van het voornoemde type waarbij de vinnen met hun lengte hoofdzakelijk gericht zijn volgens de stromingszin van het eerste warmtewisselend medium dat rondom de buitenzijde van de pijpen stroomt.To this end, the invention relates to a heat exchanger of the aforementioned type, wherein the fins with their length are mainly oriented in the direction of flow of the first heat-exchanging medium that flows around the outside of the pipes.

Een voordeel van zulke warmtewisselaar volgens de uitvinding is dat de pijpenbundel aanzienlijk stijver wordt in buiging met als belangrijk gevolg dat de knikweerstand van de pijpenbundel toeneemt. Bovendien wordt het mogelijks uitknikken beperkt door de mantel. Hierdoor kan de werkdruk in de pijpen toenemen waardoor de capaciteit van de warmtewisselaar kan toenemen.An advantage of such a heat exchanger according to the invention is that the tube bundle becomes considerably stiffer in bending, with the important consequence that the buckling resistance of the tube bundle increases. Moreover, the possible buckling is limited by the jacket. As a result, the working pressure in the pipes can increase, as a result of which the capacity of the heat exchanger can increase.

Een ander voordeel is dat de doorstroomcapaciteit kan verhoogd worden door vinnen toe te voegen in plaats van de vinnen te verlengen. Standaardisatie van de vinnen wordt hierdoor mogelijk gemaakt.Another advantage is that the flow capacity can be increased by adding fins instead of extending the fins. This makes standardization of the fins possible.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm liggen de geometrische zwaartepunten van de gaten in de vinnen niet op één rechte lijn.According to a preferred embodiment, the geometric centers of gravity of the holes in the fins do not lie on one straight line.

Een voordeel hierbij is dat de pijpenbundel nog stijver wordt in buiging waardoor de werkdruk in de pijpen nog kan toenemen waardoor de capaciteit van de warmtewisselaar verhoogt.An advantage here is that the tube bundle becomes even stiffer in bending, as a result of which the working pressure in the tubes can increase even further, which increases the capacity of the heat exchanger.

Nog een voordeel is dat op deze manier meer turbulentie wordt gecreëerd in het eerste warmtewisselend medium dat rondom de pijpen stroomt waardoor een betere warmteoverdracht tussen beide media wordt bekomen.Another advantage is that in this way more turbulence is created in the first heat-exchanging medium that flows around the pipes, so that a better heat transfer between the two media is achieved.

Bij voorkeur maakt de warmtewisselaar gebruik van vinnen waarbij de gaten in elke vin gepositioneerd zijn volgens een regelmatig zigzag patroon dat volledig bepaald wordt door een karakteristieke lengte en een karakteristieke hoek en waarbij de geometrische zwaartepunten van de gaten samenvallen met de hoekpunten van het zigzag patroon.The heat exchanger preferably uses fins where the holes in each fin are positioned according to a regular zigzag pattern that is completely determined by a characteristic length and a characteristic angle and where the geometric centers of gravity of the holes coincide with the angular points of the zigzag pattern.

Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding bezitten de vinnen een zigzag vorm volgens het regelmatig zigzag patroon gedefinieerd door de positie van de gaten.According to a preferred feature of the invention, the fins have a zigzag shape according to the regular zigzag pattern defined by the position of the holes.

Het voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat, ondanks het gebruik van vinnen met één enkele lengte, een configuratie pijpen kan worden samengesteld waarbij opeenvolgende pijpen, volgens de stroomrichting van de media doorheen de mantel, gepositioneerd zijn volgens een regelmatig zigzag patroon. Dit met het oog op een optimale en zo uniform mogelijke warmteoverdracht tussen beide media.The advantage of this embodiment is that, despite the use of single length fins, a configuration of pipes can be assembled in which successive pipes are positioned according to a regular zigzag pattern according to the flow direction of the media through the jacket. This with a view to an optimal and as uniform as possible heat transfer between both media.

. Standaardisatie van de vinnen wordt hierdoor mogelijk gemaakt.. This makes standardization of the fins possible.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend ^ar3.kt;er, een aantal voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van de warmtewisselaar volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch en in perspectief een klassieke uitvoeringsvorm van warmtewisselaar weergeeft; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1; figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens lijn III-III in figuur 1; figuur 4 schematisch in langsdoorsnede een warmtewisselaar volgens de uitvinding toont; figuur 5 een doorsnede weergeeft volgens lijn V-V in figuur 4; figuur 6 een doorsnede volgens figuur 5 toont waarbij gebruik gemaakt wordt van zigzag vinnen; figuur 7 een zigzag vin weergeeft; figuur 8 een rij pijpen toont; figuur 9 een geheel van vinnen toont voorzien van deflectoren.With the insight to better demonstrate the features of the invention, a number of preferred embodiments of the heat exchanger according to the invention are described below, by way of example, without any limiting features, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 schematically and in perspective represents a classical embodiment of heat exchanger; figure 2 represents a section according to line II-II in figure 1; figure 3 represents a section according to line III-III in figure 1; Fig. 4 schematically shows a heat exchanger according to the invention in longitudinal section; figure 5 represents a section according to line V-V in figure 4; Figure 6 shows a cross-section according to Figure 5, wherein use is made of zigzag fins; Figure 7 shows a zigzag fin; Figure 8 shows a row of pipes; Figure 9 shows a whole of fins provided with deflectors.

In de firmren 1 "5 ίς ui -, c ^ —„j-In the firms 1 "5 ίς ui -, c ^ -" j-

— —z> v-.-- — j- o '-cu j\xaboj.cA ux tycvuciuS- —z> v -.-- - j- o '-cu j \ xaboj.cA ux tycvuciuS

warmtewisselaar 1 weergegeven, welke warmtewisselaar 1 bestaat uit een cilindrische mantel 2 die aan beide uiteinden is afgesloten door een deksel 3.heat exchanger 1, which heat exchanger 1 consists of a cylindrical casing 2 which is closed at both ends by a cover 3.

De warmtewisselaar 1 is voorzien van een eerste inlaat 4 en een eerste uitlaat 5 voor een eerste warmtewisseiend medium, bijvoorbeeld een gas, en een tweede inlaat 6 en een tweede uitlaat 7 voor een tweede warmtewisselend medium, bijvoorbeeld een koelvloeistof.The heat exchanger 1 is provided with a first inlet 4 and a first outlet 5 for a first heat-exchanging medium, for example a gas, and a second inlet 6 and a second outlet 7 for a second heat-exchanging medium, for example a cooling liquid.

De tweede inlaat 6 en uitlaat 7 zijn in dit geval aan weerszijden van de warmtewisselaar 1 voorzien en staan met elkaar in verbinding via een bundel pijpen 8.The second inlet 6 and outlet 7 are in this case provided on either side of the heat exchanger 1 and are connected to each other via a bundle of pipes 8.

Om het warmtewisselend oppervlak van de pijpen 8 te vergroten wordt, op gekende wijze, gebruik gemaakt van vinnen 10, dewelke zijn voorzien van gaten 11 waar doorheen de pijpen 8 lopen.In order to increase the heat exchanging surface of the pipes 8, use is made in a known manner of fins 10, which are provided with holes 11 through which the pipes 8 run.

De vinnen 10 zijn traditioneel rechthoekig van vorm waarbij elke vin 10 voorzien is van meerdere cirkelvormige gaten 11 welke gepositioneerd zijn volgens een regelmatig rechtlijnig patroon waarbij opeenvolgende gaten 11 zich op gelijke afstand van elkaar bevinden.The fins 10 are traditionally rectangular in shape with each fin 10 being provided with a plurality of circular holes 11 which are positioned according to a regular linear pattern with successive holes 11 being equally spaced.

Zoals weergegeven in figuur 2, worden, met het oog op een optimale warmteoverdracht tussên beide media, opeenvolgende pijpen 8 volgens de stroomrichting van de media doorheen de mantel 2 gepositioneerd volgens een regelmatig zigzag Ή 3.1“ rnnn Τλ7ΛΛτΉ-Ϊ -î Ho t π rmûn 1Π A -Ary^ ruw^„v**, ·* >—j w xiuiv^u -L. \j , iiuuu^aAcxx j vv-L jZc, vuiycüù hun lengterichting in een geschrankt patroon zijn voorzien.As shown in Figure 2, for optimum heat transfer between both media, successive pipes 8 are positioned according to the flow direction of the media through the jacket 2 according to a regular zigzag Ή 3.1 "rnnn Τλ7ΛΛτΉ-Ϊ -î Ho t π rmûn 1ΠA -Ary ^ rough ^ 'v **, * *> —yw xiuiv ^ u -L. Their lengthwise direction is provided in a squared pattern.

Verder wordt de warmtewisselaar 1 voorzien van afdekplaten 12 die zich tussen de voornoemde bundel pijpen en de mantel 2 bevinden en die aansluiten tegen een gedeelte van de voornoemde bundel pijpen, en die zich uitstrekken over de volledige lengte van de pijpen 8, aan weerszijden van de bundel pijpen.Furthermore, the heat exchanger 1 is provided with cover plates 12 which are situated between the aforementioned bundle of pipes and the casing 2 and which connect against a part of the aforementioned bundle of pipes, and which extend over the full length of the pipes 8, on either side of the bundle of pipes.

Traditioneel worden voornoemde afdekplaten 12 voorzien van drukmiddelen 13 die een radiale druk uitoefen op de bundel pijpen en die, in dit geval, uitgevoerd zijn in de vorm van omgeplooide veerkrachtige uiteinden.Traditionally, said cover plates 12 are provided with pressure means 13 which exert a radial pressure on the bundle of pipes and which, in this case, are designed in the form of folded resilient ends.

Figuur 4 toont een langsdoorsnede van een warmtewisselaar 14 volgens de uitvinding, bijvoorbeeld in de vorm van een koeler, die in dit geval voorzien is van een cilindervormige mantel 15 die aan weerszijden is afgesloten door een deksel 16. Het spreekt voor zich dat de voornoemde mantel 15 niet noodzakelijk cilindervormig dient te worden uitgevoerd, doch, dat tevens andere vormen mogelijk zijn.Figure 4 shows a longitudinal section of a heat exchanger 14 according to the invention, for example in the form of a cooler, which in this case is provided with a cylindrical casing 15 which is closed on both sides by a cover 16. It is obvious that the aforementioned casing 15 does not necessarily have to be cylindrical, but that other shapes are also possible.

De warmtewisselaar 14 is voorzien van een eerste radiale inlaat 17 en een eerste radiale uitlaat 18 voor een eerste warmtewisselend medium, bijvoorbeeld een gas, en een tweede axiale inlaat 19 en een tweede axiale uitlaat 20 voor een tweede warmtewisselend medium, bijvoorbeeld een koelvloeistof.The heat exchanger 14 is provided with a first radial inlet 17 and a first radial outlet 18 for a first heat-exchanging medium, for example a gas, and a second axial inlet 19 and a second axial outlet 20 for a second heat-exchanging medium, for example a cooling liquid.

De voornoemde eerste inlaat 17 0τί 003TS10 ui 113.3. t 18 zijn in dit voorbeeld aan tegenover elkaar liggende zijden van de mantel 15 voorzien, en bevinden zich in dit geval diagonaal tegenover elkaar.The aforementioned first inlet 17 0τί 003TS10 from 113.3. 18 in this example are provided on opposite sides of the casing 15, and in this case are diagonally opposite each other.

Volgens een niet in de figuren weergegeven variant van een warmtewisselaar 14 volgens de uitvinding kunnen de eerste inlaat 17 en de eerste uitlaat 18 echter ook aan dezelfde zijde van de mantel 15 worden voorzien, waarbij bij voorkeur tussen deze inlaat 17 en uitlaat 18, een keerschot wordt voorzien. Tevens kunnen deze inlaat 17 en uitlaat 18 tegenover elkaar worden aangebracht, bij voorkeur eveneens mits het vóórzien van een keerschot tussen beiden dat een doorstroming van het eerste warmtewisselend medium doorheen de ganse pijpenbundel vereist maakt.According to a variant of a heat exchanger 14 according to the invention, not shown in the figures, however, the first inlet 17 and the first outlet 18 can also be provided on the same side of the jacket 15, wherein preferably a baffle between this inlet 17 and outlet 18 is provided. This inlet 17 and outlet 18 can also be arranged opposite each other, preferably also provided that a baffle is provided between the two, which requires a flow of the first heat-exchanging medium through the entire tube bundle.

De tweede inlaat 19 en uitlaat 20 zijn, in dit geval, beiden voorzien op een zelfde deksel 16 aan één zijde van de warmtewisselaar 14, en staan, op bekende wijze, met elkaar in verbinding via een aantal pijpen 8. Volgens een variante is het echter tevens mogelijk dat de inlaat 19 en uitlaat 20 zich doorheen een verschillend deksel 16 uitstrekken, aan weerszijden van de warmtewisselaar 14.The second inlet 19 and outlet 20 are, in this case, both provided on the same cover 16 on one side of the heat exchanger 14, and are, in a known manner, in communication with each other via a number of pipes 8. According to a variant, it is however, it is also possible for the inlet 19 and outlet 20 to extend through a different cover 16, on either side of the heat exchanger 14.

De pijpen 8 bevinden zich tussen twee pijpenplaten 9 waarbij één pijpenplaat 9 vast gemonteerd is aan de mantel 15 en de andere pijpenplaat 9 axiaal vrij kan bewegen in de mantel 15 van de warmtewisselaar 14.The pipes 8 are located between two pipe plates 9, one pipe plate 9 being fixedly mounted on the casing 15 and the other pipe plate 9 being able to move axially freely in the casing 15 of the heat exchanger 14.

In dit geval betekent dit dat de inlaat- en uitlaatcollectoren worden gevormd tussen een eerste dekselIn this case, this means that the inlet and outlet collectors are formed between a first cover

1 Ρ>ΤΊ H Ηλλγ hprrûnATrûr λ vn·! -! λ»-.« 1 -.-»4- Q1 Ρ> ΤΊ H Ηλλγ hprrûnATrûr λ vn ·! -! λ »-.« 1 -.- »4- Q

-- Uw vCaviiUw-i ei j_ tü vaouc pi j^ciipiaat j.- Your vCaviiUw-i ei j_ tü vaouc pi j ^ ciipiaat j.

Het is duidelijk dat de eerste inlaat 17 en/of de eerste uitlaat 18 niet noodzakelijk radiaal gericht moeten zijn, doch dat deze tevens op een andere wijze kunnen worden ingeplant, bijvoorbeeld tangentieel op de mantel 15 of zelfs axiaal in een voornoemd deksel 16, bijvoorbeeld via een leidingdeel dat zich doorheen de vaste pijpenplaat 9 uitstrekt.It is clear that the first inlet 17 and / or the first outlet 18 do not necessarily have to be radially oriented, but that they can also be implanted in another way, for example tangentially to the casing 15 or even axially in a aforementioned cover 16, for example via a pipe part which extends through the fixed pipe plate 9.

Ook de tweede inlaat 19 en de tweede uitlaat 20 dienen niet strikt noodzakelijk axiaal te worden voorzien, doch, kunnen tevens radiaal, tangentieel of op enige andere wijze ingeplant zijn in de mantel 15 of kunnen schuin op een deksel 16 worden geplaatst, onder een hoek die kleiner is dan 90°.Also the second inlet 19 and the second outlet 20 need not be provided axially strictly, but may also be radially, tangentially or in some other way implanted in the casing 15 or can be placed obliquely on a cover 16, at an angle which is less than 90 °.

Figuur 5 toont een doorsnede van een warmtewisselaar 14 volgens ,de uitvinding waarbij gebruik wordt gemaakt van rechthoekige vinnen 10 die met hun lengte hoofdzakelijk gericht zijn volgens de stromingszin 21 van het eerste warmtewisselend medium dat rondom de buitenzijde van de pijpen 8 stroomt. Figuur 6 toont een doorsnede van een andere voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een warmtewisselaar 14 volgens de uitvinding die gebruik maakt van vinnen 10 waarbij de geometrische zwaartepunten 22 van de gaten 11 niet op één rechte lijn liggen maar volgens een regelmatig zigzag patroon 23 geplaatst zijn dat volledig bepaald wordt door een karakteristieke lengte 24 en een karakteristieke hoek 25 en waarbij de geometrische zwaartepunten 22 van de gaten 11 samenvallen met de hoekpunten 26 van het regelmatig zigzag patroon 23.Figure 5 shows a cross-section of a heat exchanger 14 according to the invention, wherein use is made of rectangular fins 10 whose length is essentially directed in the direction of flow 21 of the first heat-exchanging medium that flows around the outside of the pipes 8. Figure 6 shows a cross-section of another preferred embodiment of a heat exchanger 14 according to the invention which uses fins 10 in which the geometric centers of gravity 22 of the holes 11 do not lie on one straight line but are placed according to a regular zigzag pattern 23 that is completely defined through a characteristic length 24 and a characteristic angle 25 and wherein the geometric centers of gravity 22 of the holes 11 coincide with the angular points 26 of the regular zigzag pattern 23.

Elke vin 10 bezit, in dit geval, zoals getoond in figuur 7 een zigzag vorm volgens het regelmatig zigzag patroon 23 gedefinieerd door de positie van de gaten 11.Each fin 10, in this case, as shown in Fig. 7, has a zigzag shape according to the regular zigzag pattern 23 defined by the position of the holes 11.

Om lekverliezen te beperken wordt tussen de buitenste pijpen 8 en de mantel 15 een af dekplaat 12 voorzien. De afdekplaat 12 strekt zich bij voorkeur uit over de volledige lengte van de pijpen 8.To limit leakage losses, a cover plate 12 is provided between the outer pipes 8 and the jacket 15. The cover plate 12 preferably extends over the full length of the pipes 8.

De vinnen 10 zijn bij voorkeur uitgevoerd in aluminium of in een aluminiumlegering en hebben bijvoorbeeld een dikte van 0,2 tot 0,4 millimeter.The fins 10 are preferably made of aluminum or an aluminum alloy and have, for example, a thickness of 0.2 to 0.4 millimeters.

Het gebruik van een warmtewisselaar 14 volgens de uitvinding is analoog aan dat van de reeds bekende warmtewisselaars.The use of a heat exchanger 14 according to the invention is analogous to that of the already known heat exchangers.

Via de eerste radiale inlaat 17 treedt een eerste warmtewisselend medium, bijvoorbeeld hete lucht, de warmtewisselaar 14 binnen.Via the first radial inlet 17 a first heat-exchanging medium, for example hot air, enters the heat exchanger 14.

Vervolgens stroomt dit eerste warmtewisseiend medium diagonaal doorheen de warmtewisselaar 14, rondom de pijpen 8.Subsequently, this first heat-exchanging medium flows diagonally through the heat exchanger 14, around the pipes 8.

Een tweede warmtewisselend medium wordt, via de tweede inlaat 19, doorheen de pijpen 8 gestuurd om vervolgens langsheen de uitlaat 20 te worden afgevoerd.A second heat exchanging medium is sent through the second inlet 19 through the pipes 8 to be subsequently discharged along the outlet 20.

Door het grote contactoppervlak dat wordt gevormd door de wanden van de pijpen 8 en het oppervlak van de vinnen 10, vindt een warmteoverdracht plaats tussen het eerste en het tweede warmtewisselend medium.Due to the large contact surface formed by the walls of the pipes 8 and the surface of the fins 10, a heat transfer takes place between the first and the second heat-exchanging medium.

Volgens de uitvinding worden de vinnen 10 zo gericht dat ze evenwijdig liggen met de stroomzin 21 van het eerste warmtewisselend medium. Op deze manier wordt de rij pijpen 27 door het eerste warmtewisselend medium aangestroomd volgens de zin waarin de buigstijfheid van de rij pijpen 27 maximaal is.According to the invention, the fins 10 are oriented such that they are parallel to the flow line 21 of the first heat-exchanging medium. In this way the row of pipes 27 is flown through the first heat-exchanging medium in the sense that the bending stiffness of the row of pipes 27 is maximum.

Voorgaande heeft als gevolg dat de werkdruk in de pijpen 8 kan verhoogd worden zonder dat de rij pijpen 27 zal uitknikken waardoor de capaciteit van de warmtewisselaar 14 kan toenemen.The foregoing has the consequence that the operating pressure in the pipes 8 can be increased without the row of pipes 27 becoming kinked, whereby the capacity of the heat exchanger 14 can increase.

In een klassiek uitgevoerde warmtewisselaar wordt elke rij pijpen 27 aangestroomd door het eerste warmtewisselend medium volgens de zin waarin de buigstijfheid van de rij pijpen 27 minimaal is.In a classical heat exchanger, each row of pipes 27 is flown in by the first heat-exchanging medium in the sense that the flexural rigidity of the row of pipes 27 is minimal.

Bijgevolg moet in voornoemde klassieke uitvoering de werkdruk in de pijpen beperkt blijven zoniet zal één of meerdere rijen pijpen 27 uitknikken, zoals getoond in figuur 3Consequently, in the aforementioned classical embodiment, the working pressure in the pipes must remain limited, or one or more rows of pipes 27 will buckle, as shown in Figure 3.

Een ander voordeel van een warmtewisselaar 14 volgens de uitvinding is dat geen supplementaire drukmiddelen 13 moeten worden voorzien.Another advantage of a heat exchanger 14 according to the invention is that no supplementary pressure means 13 must be provided.

Het gebruik van vinnen 10 uitgevoerd volgens een zigzag vorm maakt een optimale warmteoverdracht tussen beide media mogelijk. De zigzag vorm wordt hierbij zodanig gekozen dat de vinnen 10 aaneensluitend aan elkaar passen.The use of fins 10 according to a zigzag shape allows optimum heat transfer between both media. The zigzag shape is chosen such that the fins 10 fit together snugly.

In een praktische uitvoeringsvorm bezit elke vin 10 minimaal drie gaten 11 en typisch vijftien gaten 11.In a practical embodiment, each fin 10 has at least three holes 11 and typically fifteen holes 11.

De vinnen 10 kunnen, zoals weergegeven in figuur 9, optioneel worden voorzien van deflectoren 28 die de stromingszin 21 van het eerste warmtewisselend medium wijzigen waardoor extra turbulentie wordt gecreëerd in het eerste warmtewisselend medium, zodat de warmteoverdracht tussen beide media toeneemt.As shown in Fig. 9, the fins 10 can optionally be provided with deflectors 28 which change the flow direction 21 of the first heat-exchanging medium, thereby creating additional turbulence in the first heat-exchanging medium, so that the heat transfer between the two media increases.

Deze deflectoren 28 kunnen op zeer eenvoudige manier gevormd worden door langs de randen van rechthoekige vinnen 10, op regelmatige afstanden inkepingen te voorzien en het materiaal aan één zijde van deze inkeping lokaal haaks om te plooien.These deflectors 28 can be formed in a very simple manner by providing notches along the edges of rectangular fins 10 at regular distances and by locally folding the material at right angles to one side of this notch.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een warmtewisselaar 14volgens de uitvinding, kan in velerlei vormen en afmetingen worden uitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is by no means limited to the embodiments described as examples and shown in the figures, but a heat exchanger 14 according to the invention can be designed in many shapes and dimensions without departing from the scope of the invention.

Claims

A heat exchanger consisting of a casing (15), which is closed at both ends by a cover (16) and which heat exchanger (14) is provided with a tube bundle that is made up of rows of pipes (27), each row T "M AT Ήΰη / 0 * 7 \ T »TAT" ^ i "Ai ïrlüTi λ *" »Τ A λγλ J '—-' A \ Ai / / VVJ-UL. OCuilCil ^ CXlU / UUlC11 UVJVJJ. O fins (10) with holes (11) through which the pipes (8) are arranged and in which the casing (15) is provided with a first inlet and outlet (17 and 18) for guiding a first heat exchange in transverse direction medium around the pipes (8) and wherein a second inlet and outlet (19 and 20) is provided for guiding a second heat-exchanging medium through the pipes (8), characterized in that said fins (10) with their length are substantially oriented according to the flow direction (21) of the first heat-exchanging medium that flows around the outside of the pipes (8).

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the geometric centers of gravity (22) of the holes (11) in the fins (10) do not run out. one straight line.

Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the holes (11) in the fins (10) are positioned according to a zigzag pattern (23).

Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the holes (11) in the fins (10) are positioned in accordance with a regular zigzag pattern (23) that is completely determined by a characteristic length (24) and a characteristic angle ( 25). S - ΤλΤλ rm t- ccol λ Λ r * τ rr \ l rrpn o 1 11 -ί / -s Λ> 3 ~ -v- -. ---- V u_ Cub VUliUIUÖlC J W1. ** characterized in that the geometric centers of gravity (22) of the holes (11) in the fins (10) are positioned at the angular points (26) of the zigzag pattern (23).

The heat exchanger according to any of claims 3 to 5, characterized in that the fins (10) have a zigzag shape according to the zigzag pattern (23) defined by the position of the holes (11).

A heat exchanger according to claim 6, characterized in that the zigzag shape is chosen such that the fins (10) fit together snugly.

A heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that the fins (10) have at least three holes (11) and typically fifteen holes (11).

The heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the fins (10) are made of aluminum or an aluminum alloy and have a thickness of 0.2 to 0.4 millimeters.

Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the fins (10) are provided with one or more deflectors (28) which change the flow direction (21) of the first heat-exchanging medium.