BE1019332A5 - Warmtewisselaar. - Google Patents

Abstract

Warmtewisselaar die een behuizing (2) omvat met meerdere compartimenten, waaronder een hoofdcompartiment (7) voorzien van een inlaat- en een uitlatgedeelte (9 en 10) voor een eerste primair fluïdum, daardoor gekenmerkt dat er minstens twee reeksen (11 en 12) buizen (13) zijn die zich doorheen het hoofdcompartiment (7) uitstrekken en die bedoeld zijn voor de geleiding van een secundair, respectievelijk, tertair fluïdum doorheen het hoofdcompartiment om warmte uit te wisselen met het primair fluïdum en dat de voornoemde buizen (13) met hun uiteinden aansluiten respectievelijk op een inlaatcompartiment (14 en 16) en uitlaatcompartiment (15 en 17) voor elke reeks buizen (11 en 12).

Description

Warmtewisselaar.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar.

Men kent reeds buizenwarmtewisselaars die uit een behuizing bestaan waarin zich in de lengterichting één of meer buizen uitstrekken tussen een eerste inlaat- en uitlaatgedeelte voor een eerste fluïdum en een tweede inlaat- en uitlaatgedeelte voor een tweede fluïdum, waarbij het eerste fluïdum doorheen de buizen stroomt en het tweede fluïdum over de buizen stroomt, waardoor er warmteoverdracht tussen beide fluïda plaatsvindt.

In de bekende warmtewisselaars kan de ruimte in de behuizing tussen het tweede inlaat- en uitlaatgedeelte worden voorzien van keerplaten die de stroming van het tweede fluïdum volgens bijvoorbeeld een zigzagpatroon stuurt.

Zodoende kan het tweede fluïdum niet rechtstreeks van het tweede inlaatgedeelte naar het tweede uitlaatgedeelte stromen en wordt de warmteoverdracht verbeterd.

Verder weet men dat het samenpersen van gas met een enorme warmteontwikkeling gepaard gaat.

Er bestaan dan ook reeds warmtewisselaars waarbij een fractie van het samengeperst gas doorheen een primair circuit van een warmtewisselaar geleid wordt en aldus warmte afgeeft aan een ander gas of vloeistof die door een secundair circuit van de warmtewisselaar stroomt, waarbij dit tweede fluïdum opwarmt.

Men kent reeds lang inrichtingen voor het samenpersen en drogen van gas, waarbij deze inrichtingen samengesteld zijn uit een compressorinrichting en een drooginrichting, waarbij de drooginrichting gevormd wordt door een droogzone met een droogmiddel en een regeneratiezone.

Er bestaan dan ook inrichtingen waarbij de warmte die bij de compressie van het gas gegenereerd wordt, wordt gerecupereerd.

Zo kan deze warmte bijvoorbeeld aangewend worden voor het opwarmen van de gasstroom die door de regeneratiezone wordt geleid, waardoor het totale energieverbruik van de compressorinstallatie verminderd kan worden.

Een nadeel is dat de opstelling complex is. Bovendien bestaat er een grote kans op lekkage ten gevolge van de vele verbindingen die moeten worden gemaakt. Tevens is de installatiekost vrij hoog.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meer van de voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voor ziet in een warmtewisselaar die een behuizing omvat met meerdere compartimenten, waaronder een hoofdcompartiment voorzien van een inlaat- en een uitlaatgedeelte voor een eerste primair fluïdum dat in dit hoofdcompartiment wordt geleid over of rond buizen die zich doorheen het hoofdcompartiment uitstrekken, waarbij er minstens twee reeksen buizen zijn die zich doorheen het voornoemd hoofdcompartiment uitstrekken en die elk bedoeld zijn voor de geleiding van een secundair, respectievelijk, een tertiair fluïdum doorheen het hoofdcompartiment om aldus warmte uit te wisselen met het primair fluïdum en dat de voornoemde buizen met hun uiteinden aansluiten respectievelijk op een afzonderlijk inlaatcompartiment en uitlaatcompartiment voor elke reeks buizen.

Een voordeel is dat de warmtewisselaar zeer eenvoudig te vervaardigen is.

In de meest eenvoudige uitvoeringsvorm van de uitvinding is het hoofdcompartiment langs één zijde afgesloten door een eindplaat, waarbij, langs de voornoemde zijde van het hoofdcompartiment tevens een deksel is voorzien ter vorming van een zijcompartiment tussen het deksel en de eindplaat, waarbij dit zijcompartiment de inlaat- en uitlaatcompartimenten voor het secundaire en tertiaire fluïdum bevat en waarbij U-vormige buizen aan de eindplaat zijn bevestigd.

In een andere meer voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt het hoofdcompartiment langs twee zijden begrensd door een eindplaat en is er aan weerszijden van het hoofdcompartiment een deksel voorzien ter vorming van twee zijcompartimenten tussen elke respectievelijke eindplaat en het daar tegenover voorziene deksel.

De uitvinding betreft tevens een inrichting voor het comprimeren en drogen van gas, waarbij deze inrichting een meertrapscompressor met een lagedruktrap, een hogedruktrap en een persleiding omvat en een adsorptiedroger met een droogzone en een régénérâtiezone, waarbij tussen de lagedruktrap en hogedruktrap een tussenkoeler is geplaatst, en waarbij de inrichting verder is voorzien van een warmtewisselaar volgens de uitvinding met bovenvermelde kenmerken die met een inlaatgedeelte verbonden is met de voornoemde persleiding en waarvan een eerste reeks buizen een koelcircuit van de voornoemde tussenkoeler . vormt teneinde gas afkomstig van de hogedruktrap op te warmen voor de regeneratie van de adsorptiedroger.

Een voordeel is dat er minder verbindingen dienen te worden gemaakt zodat het risico op het optreden van lekkage ten gevolge van een niet-perfecte verbinding tot het minimum wordt herleid.

Nog een voordeel is dat de installatiekost van deze inrichting vrij laag is. De toepassing van de warmtewisselaar in deze inrichting volgens de uitvinding resulteert daarbij in een efficiëntere methode voor het samenpersen en drogen van het gas, wat uiteraard de kostprijs van het geleverde gas gunstig beïnvloedt.

Het is immers duidelijk dat de toepassing in een dergelijke inrichting voor het comprimeren en drogen van gas toelaat de functionaliteiten van twee warmtewisselaars te integreren in één enkele warmtewisselaar, wat uiteraard een hesparing van materiaalkosten met zich meebrengt.

In de meest praktische uitvoeringsvorm is de compressor uitgevoerd als een meertrapscompressor met een lage- en een hogedruktrap, waarbij tussen deze lage en hogedruktrap een tussenkoeler is voorzien; waarbij het inlaatgedeelte van de warmtewisselaar verbonden is met de voornoemde persleiding van de compressor, en waarbij een eerste voomoemde reeks buizen het koelcircuit van de voornoemde tussenkoeler vormt teneinde gas afkomstig van de hogedruktrap op te warmen voor de regeneratie van de adsorptiedroger.

Een voordeel is dat een zeer energiezuinige inrichting wordt verwezenlijkt daar de warmte afkomstig van het gecomprimeerd gas kan worden herwonnen voor de opwarming van een deel van het gas afkomstig van de hogedruktrap, waarbij de voornoemde gasfractie een hoge temperatuur bereikt en zodoende geschikt is om als régénérâtiegas voor de adsorptiedroger te fungeren.

Een bijkomend voordeel is dat door de integratie van twee warmtewisselaars in één enkele warmtewisselaar het volume van de samengestelde warmtewisselaar merkelijk kleiner gehouden kan worden dein de opgetelde volumes van twee afzonderlijke warmtewisselaars, waardoor een aanzienlijke plaatsbesparing kan worden verwezenlijkt.

Nog een ander bijkomend voordeel is dat de toepassing van de warmtewisselaar niet enkel tot inrichtingen voor het samenpersen en drogen van gas is beperkt maar dat de warmtewisselaar ook in toepassingen zonder adsorptiedroger kan worden geplaatst, mits enkele kleine aanpassingen.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een warmtewisselaar volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch een doorsnede van een eerste uitvoeringsvorm van de warmtewisselaar volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 de doorsnede van figuur 1 in een alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft; figuur 3 een voorbeeld van een inrichting voor het comprimeren en drogen van gas weergeeft waarin de warmtewisselaar uit figuur 2 toegepast wordt; figuur 4 een variant van de warmtewisselaar uit figuur 2 weergeeft.

In figuur 1 is schematisch een eerste uitvoeringsvorm van buizenwarmtewisselaar 1 volgens de uitvinding weergegeven die hoofdzakelijk een gesloten behuizing 2 omvat met een mantel 3 die in dit geval, doch niet noodzakelijk, cilindervormig is uitgevoerd.

De behuizing 2 is daarbij aan beide zijden afgesloten door middel van een deksel 4, waarbij het deksel 4 op de cilindermantel 3 is bevestigd, bijvoorbeeld door middel van niet in de figuren weergegeven bouten die doorheen doorgangen 5A in het deksel 4 kunnen worden aangeschroefd in schroefdraadgaten 5B in de mantel 3.

In deze uitvoeringsvorm is de behuizing 2 van een eindplaat 6 voorzien die de scheiding vormt tussen een hoofdcompartiment 7 en een zij compartiment 8, waarbij het hoofdcompartiment 7 door de mantel 3 en de deksels 4 wordt begrensd en waarbij het zijcompartiment 8 door de eindplaat 6 en het aan deze zijde gelegen deksel 4 wordt begrensd.

In de cilindermantel 3 is er verder een inlaatgedeelte 9 en een uitlaatgedeelte 10 voorzien voor het geleiden van een eerste primair fluïdum doorheen het hoofdcompartiment 7.

In de getoonde uitvoeringsvorm zijn het voornoemde inlaatgedeelte 9 en uitlaatgedeelte 10 aan dezelfde zijde van de mantel 3 gesitueerd, doch deze kunnen uiteraard ook op andere plaatsen in de mantel 3 voorzien worden.

Volgens de uitvinding strekken er zich minstens twee reeksen buizen 11-12 uit doorheen het hoofdcompartiment 7, waarbij de voornoemde reeksen 11-12 elk bedoeld zijn voor het geleiden van een secundair, respectievelijk tertiair fluïdum doorheen het hoofdcompartiment 7, om aldus warmte uit te wisselen met het primair fluïdum dat over of rond de buizen 13 in het hoofdcompartiment 7 stroomt.

Volgens de uitvinding sluiten de uiteinden van de buizen 13 van de eerste reeks 11 aan op een eerste irilaatcompartiment 14 en een eerste uitlaatcompartiment 15 voor het secundair fluïdum. Op gelijkaardige wijze sluiten de uiteinden van de buizen 13 van de tweede reeks 12 aan op een tweede inlaatcompartiment 16 en een tweede uitlaatcompartiment 17 voor het tertiair fluïdum. Volgens de uitvinding zijn de voornoemde inlaat- en uitlaatcompartimenten 14-17 volledig van elkaar gescheiden.

In de weergegeven uitvoeringsvorm is het zijcompartiment 8 daartoe door meerdere schotten 18 verdeeld in vier deelcompartimenten 19, respectievelijk het eerste inlaatcompartiment 14, het eerste uitlaatcompartiment 15, het tweede inlaatcompartiment 16 en het tweede uitlaatcompartiment 17 voor de tweede reeks buizen 12.

In de weergegeven uitvoeringsvorm zijn de buizen 13 U-vormig, waarbij elke buis 13 van de eerste reeks 11 langs één zijde in het eerste inlaatcompartiment 14 uitmondt en langs de andere zijde in het eerste uitlaatcompartiment 15 uitmondt. Op analoge wijze geven de buizen 13 uit de tweede reeks 12 uit op het tweede inlaat- en uitlaatcompartiment 17-18, één en ander zodanig dat de circuits van het secundair en tertiair fluïdum volledig van elkaar zijn gescheiden.

In de uitvoeringsvorm van figuur 1 is het hoofdcompartiment 7 van zogenaamde keerplaten 20 (ook keerschotten genoemd) voorzien, waarvan de vorm en de relatieve positie zodanig gekozen zijn dat het primair fluïdum een bepaald stromingspatroon wordt opgelegd, zoals bijvoorbeeld een zigzagpatroon, waarbij het primair fluïdum in meerdere passen volgens een heen- en weergaande beweging door het hoofdcompartiment 7 stroomt.

Hiertoe strekken de keerplaten 20 zich vanaf één zijde van het hoofdcompartiment 7 uit tot op een zekere afstand van de andere zijde van het hoofdcompartiment 7, ter vorming van keerdoorgangen 21 voor het primair fluïdum en dit op zodanige wijze dat de opeenvolgende keerdoorgangen 21 zich alternerend aan de ene of de andere zijde van de warmtewisselaar 1 bevinden.

De keerplaten worden bij voorkeur uit een roestvrij staal vervaardigd, doch de uitvinding is hiertoe geenszins beperkt.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding worden in de keerplaten 20 doorgangen voorzien met een diameter die nagenoeg overeenstemt met of die iets groter is dan de diameter van de buizen 13, waardoor een beperkte speling tussen de keerplaten 20 en de buizen 13 bestaat.

De aanwezigheid van de keerplaten 20 is volgens de uitvinding niet noodzakelijk.

In figuur 2 is schematisch een voorkeurdragende, andere uitvoeringsvorm van de bui zenwarmtewisselaar 1 volgens de uitvinding weergegeven die hoofdzakelijk een gesloten behuizing 2 bevat met een hoofdcompartiment 7, waarbij het hoofdcompartiment 7 voorzien is van een eerste inlaat- en uitlaatgedeelte 9-10 voor een eerste primair fluïdum dat in het hoofdcompartiment 7 wordt geleid over of rond de buizen 13 die zich doorheen het hoofdcompartiment 7 uitstrekken.

In deze uitvoeringsvorm zijn het voornoemde inlaat- en uitlaatgedeelte 9-10 aan tegenoverliggende zijden van de mantel 3 gesitueerd, en zijn zij in axiale richting gezien zo ver mogelijk van elkaar verwijderd.

Deze min of meer diagonale opstelling van het inlaat- en uitlaatgedeelte laat een efficiëntere warmteoverdracht toe.

Het is uiteraard mogelijk de inlaat- en uitlaatgedeelten 9-10 voor het primair fluïdum aan eenzelfde zijde van de mantel 3 of op andere plaatsen in de mantel 3 te voorzien.

In tegenstelling tot de uitvoeringsvorm van figuur 1 wordt in figuur 2 het hoofdcompartiment 7 door twee eindplaten 6 begrensd en is er aan weerszijden van het hoofdcompartiment 7 een deksel 4 voorzien ter vorming van twee zijcompartimenten 8 tussen elke respectievelijke eindplaat 6 en het daartegenover voorziene deksel 4.

In de meest praktische uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de buizen 13 die zich doorheen het hoofdcompartiment 7 uitstrekken aan één van beide eindplaten 6A bevestigd, waarbij deze eindplaat 6A klemmend tussen de behuizing 2 en het tegenover deze eindplaat 6A gelegen deksel 4A is voorzien.

De buizen 13 worden daarbij op een gasdichte manier in de doorgangen van de eindplaten 6 vastgemaakt, bijvoorbeeld door braseren of dergelijke.

Bij voorkeur zijn de eindplaten 6 verschillend van elkaar en heeft één van beide eindplaten 6B kleinere afmetingen, wat toelaat deze eindplaat 6B vlottend op te stellen, één en ander zodanig dat thermische uitzetting wordt opgevangen.

In de doorsnede van figuur 2 heeft de eindplaat 6A waarop de buizen 13 bevestigd zijn grotere afmetingen dan de andere eindplaat 6B en is de kleinste eindplaat 6B beweegbaar in een ring tussen de mantel 3 en het deksel 4B aangebracht.

In deze uitvoeringsvorm worden de zij compartimenten 8 aan weerszijden van de voornoemde eindplaten 6 door middel van evenwijdige buizen 13 met elkaar verbonden, waarbij de voornoemde buizen 13 door het hoofdcompartiment 7 lopen en zich doorheen doorgangen 22 in deze eindplaten 6 uitstrekken.

Uiteraard kunnen ook in deze uitvoeringsvorm keerplaten worden voorzien, doch, dit is volgens de uitvinding niet noodzakelijk.

Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding zijn de voornoemde zij compartimenten 8 onderverdeeld in twee of meerdere deelcompartimenten 19.

In de weergegeven doorsnede zijn daartoe aan de binnenzijde van het deksel één of meerdere recht opstaande wanden of schotten 18 voorzien en wordt tussen de randen van deze wanden 18 en de eindplaat 6 een afdichting 23 voorzien.

In de variant volgens figuur 2, zijn in elk zijcompartiment 8 twee deelcompartimenten 19 voorzien voor het geleiden van een secundair en tertiair fluïdum.

In de doorsnede van figuur 2 sluit een eerste deelcompartiment 19A op een eerste reeks 11 buizen in het hoofdcompartiment 7 aan, en monden alle buizen 13 van de voornoemde reeks 11 uit in eenzelfde deelcompartiment 19B aan de andere zijde van de warmtewisselaar 1.

De deelcompartimenten 19A en 19B zijn daarbij in het verlengde van elkaar gesitueerd.

Op analoge wijze kunnen de twee andere deelcompartimenten 19C-19D door een tweede reeks 12 buizen met elkaar verbonden zijn.

Bij voorkeur zijn de deelcompartimenten 19 voor het secundaire en tertiaire fluïdum volledig van elkaar gescheiden en circuleert elk fluïdum in een eigen gescheiden kringloop voor het betreffend fluïdum.

Alhoewel men uit de weergegeven doorsnede zou kunnen afleiden dat het aantal buizen 13 van de beide reeksen 11-12 gelijk moet zijn, zijn ook opstellingen mogelijk waarbij het aantal buizen 13 voor het secundair en tertiair fluïdum vers chiliend is.

Uiteraard kunnen ook de diameters van de buizen 13 voor het secundair en tertiair fluïdum onderling verschillen.

Het is verder mogelijk dat de buizen 13 voor het secundair en tertiair fluïdum ook een verschillende inwendige vorm kunnen vertonen en/of dat enkele buizen 13 van vinnen of andere middelen kunnen worden voorzien teneinde de warmteoverdracht tussen het primair fluïdum en het secundair en/of tertiair fluïdum bevorderen.

In de meest eenvoudige uitvoeringsvorm is de voornoemde eerste reeks buizen 11 voor het secundair fluïdum in de bovenste helft van de warmtewisselaar 1 gesitueerd en lopen de buizen van de tweede reeks 12 voor het tertiair fluïdum in de onderste helft.

Ter hoogte van de voornoemde wand 18 en afdichting 23 is er in het hoofdcompartiment 7 een ruimte 24 gelaten tussen de eerste en tweede groep buizen 11-12.

Uiteraard is de uitvinding niet tot dergelijke weergegeven opstelling beperkt en zijn er ook alternatieve opstellingen mogelijk, zoals bijvoorbeeld een concentrische opstelling waarbij de buizen van de eerste groep 11 rond de as van de warmtewisselaar 1 gesitueerd zijn en waarbij de tweede groep buizen 12 een concentrische ring van buizen rondom de voornoemde eerste groep 11 vormt.

Nog een andere raogelijke opstelling is de buizen van de eerste reeks 11 over een eerste cirkelsector te verdelen, en de buizen van de tweede reeks 12 over een andere cirkelsector te verdelen.

Uiteraard dienen beide sectoren niet noodzakelijk even groot te zijn en kunnen zij gezamenlijk al dan niet een volledige cirkelschijf vormen.

De werking van de warmtewisselaar 1 volgens de uitvinding is zeer eenvoudig en als volgt.

Via het inlaatgedeelte 9 in de mantel 3 wordt een eerste primair fluïdum naar het hoofdcompartiment 7 geleid, waarbij dit primair fluïdum bij stroming door het hoofdcompartiment 7 door middel van de eventuele keerplaten 20 volgens een bepaald patroon wordt geleid, zoals aangegeven door pijlen P in figuur 1.

Tegelijkertijd stromen er twee al dan niet verschillende fluïda doorheen de buizen 13 van het hoofdcompartiment 7, namelijk een secundair fluïdum dat doorheen de buizen 13 van de eerste reeks 11 stroomt in een richting volgens pijl Q en een tertiair fluïdum dat doorheen de buizen 13 van de tweede reeks 12 volgens een richting R.

In de weergegeven doorsnede zijn de richtingen Q en R van het secundair en tertiair fluïdum tegengesteld, doch dit is geen strikte vereiste voor de uitvinding.

Hierdoor zal er in het hoofdcompartiment 7 een warmteoverdracht plaatsgrijpen tussen enerzijds het primair fluïdum en het secundair fluïdum en anderzijds tussen het primair fluïdum en het tertiair fluïdum.

Het spreekt voor zich dat het secundair en tertiair fluïdum dat door de buizen 13 stroomt, een gas, een gasmengsel of vloeistof kan zijn of dat het secundair fluïdum een gas is en het tertiair fluïdum een vloeistof of dergelijke.

De warmtewisselaar 1 volgens de uitvinding is bijzonder geschikt voor een inrichting 25 voor het comprimeren en drogen van gas, waarvan, bij wijze van voorbeeld, een opstelling in figuur 3 wordt weergegeven.

Deze inrichting 25 is opgebouwd uit een compressorinrichting 26 en een adsorptiedroger 27 en is voorzien van een inlaat 28 die aansluit op de ingang van de compressorinrichting 26 en een uitlaat 29 die het gedroogd gecomprimeerd gas naar een niet in de figuur weergegeven verbruikersnet leidt.

De uitvinding betreft tevens een inrichting voor het comprimeren en drogen van gas, welke inrichting een meertrapscompressor met in dit geval drie in serie verbonden compressorelementen 30-32, ter vorming van een lagedruktrap 30 en twee daaropvolgende hogedruktrappen 31-32.

Elk van de compressorelementen 30-32 wordt aangedreven door een elektrische motor 33 en stroomafwaarts van elk compressorelement 30-32 is een koeler 34-36 voorzien, respectievelijk twee tussenkoelers 34-35 en een nakoeler 36.

Elk van de voornoemde koelers 34-36 staat in voor de koeling van het door het betreffende compressorelement 30-32 samengeperste gas.

Bij voorkeur worden in een dergelijke inrichting 25 vloeistof-gaskoelers voorzien, waarbij het te koelen gas door een primair gedeelte van de koeler 34-36 wordt geleid en een koelvloeistof door een secundair gedeelte wordt geleid.

Tussen de lagedruktrap 30 en de eerste hogedruktrap 31 is stroomopwaarts van de tussenkoeler 34 een warmtewisselaar 37 voorzien die samen met de tussenkoeler 34 geïntegreerd is in een warmtewisselaar 1 volgens de uitvinding.

In figuur 3 wordt de warmtewisselaar 1 schematisch door een kader rond de warmtewisselaar 37 en de tussenkoeler 34 weergegeven.

Bij voorkeur wordt de warmtewisselaar 1 voorzien van een inlaatgedeelte 9 voor het gecomprimeerde gas afkomstig van de lagedruktrap 30 en van een uitlaatgedeelte 10 die op de inlaat van de eerste hogedruktrap 31 aangesloten is.

De warmtewisselaar 37 is voorzien van een inlaatcompartiment 14 dat via een aftakleiding 38 rechtstreeks verbonden is met de uitlaatleiding 39 van de tweede hogedruktrap 32 voor het aftakken van een hoeveelheid gecomprimeerd gas volgens de richting van de pijl Q.

Verder is de warmtewisselaar voorzien van een uitlaatcompartiment 15 dat met de regeneratiezone van de adsorptiedroger 27 verbonden is.

De tussenkoeler 34 is voorzien van een inlaatcompartiment 16 en uitlaatcompartiment 17 die dienst doen als inlaat en uitlaat van een extern koelcircuit, bijvoorbeeld van een debiet water dat in de richting van de pijlen R doorheen deze tussenkoeler 34 stroomt.

In de weergegeven opstelling stroomt het volledige debiet van het gas dat door de lagedruktrap 30 samengeperst is, zowel door de warmtewisselaar 37 als door de tussenkoeler 34 en dit in de richting van de pijlen P.

De adsorptiedroger 27 is bijvoorbeeld van het type met een roterende trommel met regeneratiezone 40 en een droogzone 41, die gevuld zijn met een droogmiddel, waarbij het droogmiddel door middel van een motor alternerend doorheen deze droogzone 41 en regeneratiezone 40 gestuurd wordt.

Het samengeperste gas afkomstig van hogedruktrap 32 wordt, na afkoeling in de nakoeler 36 via een ejector 42 doorheen de droogzone 41 geleid en na droging via de uitlaat 29 naar een verbruikersnet gestuurd.

Het gas dat de warmtewisselaar 37 via het uitlaatcompartiment 15 verlaat wordt naar de droger 27 teruggekoppeld en doorheen de regeneratiezone 40 geleid om nadien, via een koeler 43 en via de voornoemde ejector 42 met het gas dat doorheen de droogzone 41 gestuurd wordt, te worden samengevoegd.

Het is duidelijk dat een gecombineerde warmtewisselaar volgens de uitvinding, een dubbele functie inhoudt en dienst doet als eerste warmtewisselaar die de rol vervult van tussenkoeler 34, waarbij van een extern koelfluïdum gebruik gemaakt wordt en als tweede warmtewisselaar 37, waarbij heet gas afkomstig van de tweede hogedruktrap 32, eerst nog extra opgewarmd wordt door dit gas in contact te brengen met het gas afkomstig van de lagedruktrap 30 waarvan de temperatuur in de weergegeven opstelling hoger is dan van het samengeperst gas van de tweede hogedruktrap 32.

Op deze manier wordt een meer efficiënte werking bekomen van de adsorptiedroger 27.

Het is duidelijk dat in de weergegeven inrichting de compressiewarmte van de eerste lagedruktrap 30 gerecupereerd wordt, dit in tegenstelling tot de meer bekende eenvoudigere inrichtingen waarbij deze warmte verloren gaat met het koelmedium dat doorheen de eerste tussenkoeler 34 stroomt.

Daarenboven is een dergelijke inrichting extra voordelig doordat er geen extern verwarmingselement voor de opwarming van het regeneratiegas vereist is en doordat de tussenkoeler 34 kleiner gehouden kan worden.

in figuur 4 is een andere mogelijke variant van een warmtewisselaar volgens de uitvinding weergegeven die verschillend is van deze volgens figuur 2 doordat het inlaatcompartiment 16 en uitlaatcompartiment 17 voor het tertiair fluïdum in hetzelfde deksel 4 gesitueerd zijn.

Daartoe is één van beide zij compartimenten 8 van een extra wand voorzien zodat het inlaat- en uitlaatcompartiment 16-17 voor het tertiair fluïdum volledig van elkaar gescheiden zijn.

In de weergegeven doorsnede zal het tertiair fluïdum van het inlaatcompartiment 16 via de bovenste reeks 12 buizen via het compartiment 44 doorheen de onderste reeks 12 buizen naar het uitlaatcompartiment 17 stromen.

Alhoewel er in figuur 4 geen keerplaten 20 in het hoofdcompartiment 7 zijn voorzien, zijn varianten met keerplaten 20 mogelijk zodat het primair fluïdum in meerdere passen volgens een heen- en weergaande beweging door het hoofdcompartiment 7 stroomt.

Het is voor een vakman duidelijk dat vele andere varianten ook mogelijk zijn, waarbij, bijvoorbeeld, één deksel 4 het inlaat- 14 en uitlaatcompartiment 15 van het secundair fluïdum bevat en het andere deksel 4 het inlaat- 16 en uitlaatcompartiment 17 van het tertiair fluïdum bevat.

Het is ook niet uitgesloten twee inlaatcompartimenten 14-16 en twee uitlaatcompartimenten 15-17 in één enkel deksel te voorzien zodat het andere deksel zonder in- of uitlaatcompartimenten uitgevoerd kan worden.

Het is voor een vakman duidelijk dat voor de keuze van de positie en grootte van de verschillende deelcompartimenten tal van mogelijkheden bestaan en dat bijvoorbeeld al naargelang de praktische toepassing bepaalde opstellingen voordeliger kunnen zijn.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een warmtewisselaar volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen verwezenlijkt worden, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (15)

1. Warmtewisselaar die een behuizing (2) omvat met meerdere compartimenten, waaronder een hoofdcompartiment (7) voorzien van een inlaat- en een uitlaatgedeelte (9 en 10) voor een eerste primair fluïdum dat in dit hoofdcompartiment (7) wordt geleid over of rond buizen (13) die zich doorheen het hoofdcompartiment (7) uitstrekken, daardoor gekenmerkt dat er minstens twee reeksen (11 en 12) buizen (13) zijn die zich doorheen het voornoemd hoofdcompartiment (7) uitstrekken en die elk bedoeld zijn voor de geleiding van een secundair, respectievelijk, een tertiair fluïdum doorheen het hoofdcompartiment om aldus warmte uit te wisselen met het primair fluïdum en dat de voornoemde buizen (13) met hun uiteinden aansluiten respectievelijk op een afzonderlijk inlaatcompartiment (14 en 16) en uitlaatcompartiment (15 en 17) voor elke reeks buizen (11 en 12).

2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het hoofdcompartiment (7) meerdere inlaat-en uitlaatgedeelten (9 en 10) voor meerdere primaire fluïda bevat.

3. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het hoofdcompartiment (7) door twee eindplaten (6) wordt begrensd en dat aan weerszijden van het voornoemd hoofdcompartiment (7) een deksel (4) is voorzien ter vorming van twee zij compartimenten (8) tussen elke respectievelijke eindplaat (6) en het daar tegenover voorziene deksel (4).

4. Warmtewisselaar volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de buizen (13) in één van de voornoemde eindplaten (6) zijn bevestigd.

5. Warmtewisselaar volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde zijcompartimenten (8) de inlaat- en uitlaatcompartimenten (14 tot 17) bevatten.

6. Warmtewisselaar volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde zijcompartimenten (8) onderverdeeld zijn in twee of meer deelcompartimenten (19) en dat de respectievelijke deelcompartimenten (19) aan weerszijden van het hoofdcompartiment (7) zodanig door middel van de reeksen (11 en 12) buizen (13) verbonden zijn dat minstens twee gescheiden circuits voor minstens het respectievelijke voornoemde secundaire en tertiaire fluïdum gevormd worden.

7. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat in het hoofdcompartiment (7) keerplaten (20) zijn voorzien, meer speciaal tussen het inlaat- en uitlaatgedeelte (9 en 10) voor het primair fluïdum.

8. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de warmtewisselaar (1) voorzien is voor twee of meer extra fluïda en dat de respectievelijke zij compartimenten (8) aan weerszijden van het hoofdcompartiment (7) door schotten (18) onderverdeeld worden in de voornoemde inlaat- en uitlaatcompartimenten (14, 15, 16 en 17), respectievelijk een eerste inlaat- en uitlaatcompartiment (14 en 15) dat aansluit op een eerste groep (11) van buizen (13) voor de geleiding van een secundair fluïdum en een tweede inlaat- en uitlaatcompartiment (16 en 17) dat aansluit op een tweede groep (12) van buizen (13) voor de geleiding van een tertiair fluïdum.

9. Warmtewisselaar volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat tussen de schotten (18) en de eindplaten (6) een dichting (23) voorzien is.

10. Warmtewisselaar volgens conclusie 8 of 9, daardoor gekenmerkt dat tussen de eerste groep (11) en de tweede groep (12) buizen een ruimte (24) voorzien is.

11. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies 8 tot 10, daardoor gekenmerkt dat de buizen (13) van de eerste en tweede groep (11 en 12) verdeeld zijn over een cirkelsector.

12. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies 8 tot 11, daardoor gekenmerkt dat de buizen (13) volgens een concentrische opstelling verdeeld zijn, waarbij een eerste groep (11) buizen binnen een cirkel gelegen is en waarbij de tweede groep (12) buizen in een ring rond de voornoemde cirkel gelegen is.

13. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het inlaat- en uitlaatgedeelte (9 en 10) voorzien zijn op een zijkant van de mantel (3) die het hoofdcompartiment (7) begrensd.

14. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het eerste inlaat- en het eerste uitlaatcompartiment (14 en 15) zich aan een tegenoverliggende zijde van de warmtewisselaar (1) bevinden, terwijl het tweede inlaat- en uitlaatcompartiment (16 en 17) zich aan dezelfde zijde van de warmtewisselaar (1) bevinden.

15. Inrichting voor het comprimeren en drogen van gas, welke inrichting (25) een meertrapscompressor met een lagedruktrap (30), een hogedruktrap (36) en een persleiding (39) omvat en een adsorptiedroger (27) met een droogzone (41) en een regeneratiezone (40), waarbij tussen de lagedruktrap (30) en hogedruktrap (36) een tussenkoeler (34) is geplaatst, en waarbij de inrichting (25) verder is voorzien van een warmtewisselaar (1) die met een inlaatgedeelte (9) verbonden is met de voornoemde persleiding (39), daardoor gekenmerkt dat de voornoemde warmtewisselaar (1) een behuizing (2) omvat met meerdere compartimenten, waaronder een hoofdcompartiment (7) voorzien van voornoemd inlaatgedeelte (9) en van een uitlaatgedeelte (10) voor een eerste primair fluïdum dat in dit hoofdcompartiment (7) wordt geleid over of rond buizen (13) die zich doorheen het hoofdcompartiment (7) uitstrekken; dat er minstens twee reeksen (11 en 12) buizen (13) zijn die zich doorheen het voornoemd hoofdcompartiment (7) uitstrekken en die elk bedoeld zijn voor de geleiding van een secundair, respectievelijk, een tertiair fluïdum doorheen het hoofdcompartiment om aldus warmte uit te wisselen met het primair fluïdum; en dat de voornoemde buizen (13) met hun uiteinden aansluiten respectievelijk op een afzonderlijk inlaatcompartiment (14 en 16) en uitlaatcompartiment (15 en 17) voor elke reeks buizen (11 en 12); en dat een eerste voornoemde reeks (11) buizen een koelcircuit van de voornoemde tussenkoeler (34) vormt teneinde gas afkomstig van de hogedruktrap (36) op te warmen voor de regeneratie van de adsorptiedroger (27).