BE1021633B1 - Warmtewisselaar - Google Patents

Warmtewisselaar Download PDF

Info

Publication number
BE1021633B1
BE1021633B1 BE2013/0185A BE201300185A BE1021633B1 BE 1021633 B1 BE1021633 B1 BE 1021633B1 BE 2013/0185 A BE2013/0185 A BE 2013/0185A BE 201300185 A BE201300185 A BE 201300185A BE 1021633 B1 BE1021633 B1 BE 1021633B1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
heat exchanger
tubes
exchanger according
tube bundle
tube
Prior art date
Application number
BE2013/0185A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap filed Critical Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap
Priority to BE2013/0185A priority Critical patent/BE1021633B1/nl
Priority to DE202014002356.5U priority patent/DE202014002356U1/de
Priority to CN201420126866.2U priority patent/CN203810985U/zh
Application granted granted Critical
Publication of BE1021633B1 publication Critical patent/BE1021633B1/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F28D7/0083Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium
    • F28D7/0091Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium the supplementary medium flowing in series through the units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1607Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/06Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by dismountable joints
    • F28F9/14Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by dismountable joints by force-joining
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/26Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Warmtewisselaar die een behuizing (2) omvat met minstens één primair compartiment (9) en minstens twee secundaire compartimenten (10, 11, 31) die met elkaar verbonden zijn door een buizenbundel (14) met buizen (13) -, waarbij het primair compartiment (9) gescheiden is van de secundaire compartimenten (10, 11, 31) door middel van een schot (7, 8) aan beide uiteinden van de buizenbundel (14) en waarbij deze schotten (7 en 8) zijn voorzien van doorgangen (18) waarin de buizen (13) met een uiteinde (16, 17) afdichtend gevat zitten, waarbij minstens een deel van de buizen (13) minstens met één uiteinde (17) vlottend gevat zitten in een doorgang (18) van een schot (7, 8).

Description

Warmtewisselaar.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar.
Meer speciaal betreft de uitvinding een warmtewisselaar van het type dat gevormd wordt door een behuizing met meerdere compartimenten voor de gescheiden kanalisatie van minstens twee warmteoverdragende fluïdumstromen, namelijk minstens één primair compartiment voor de kanalisatie van een primaire fluïdumstroom en minstens twee secundaire compartimenten die met elkaar verbonden zijn door een buizenbundel met buizen voor de kanalisatie van een secundaire fluïdumstroom via de secundaire compartimenten en doorheen de buizenbundel, waarbij de buizenbundel zich doorheen het primair compartiment uitstrekt en het primair compartiment gescheiden is van de secundaire compartimenten door middel van een schot aan beide uiteinden van de buizenbundel en waarbij deze schotten zijn voorzien van doorgangen waarin de buizen met een uiteinde afdichtend gevat zitten.
Bij bekende warmtewisselaars van het voornoemde type zijn de schotten op een vaste afstand van elkaar in de behuizing aangebracht en zijn de voornoemde uiteinden van de buizen op een vaste manier op of aan de schotten bevestigd.
De behuizing en de buizenbundel zijn doorgaans vervaardigd uit materialen met een verschillende uitzettingscoëfficiënt
Zulke stijve constructie met toepassing van verschillende materialen heeft echter het nadeel dat ongewenste scheuren of vervormingen kunnen voorkomen aangezien de schotten het uitzetten en krimpen van de buizen ten gevolge van de onvermijdelijke temperatuursverschillen tussen de fluldumstromen niet kunnen volgen.
Door temperatuursverschillen kunnen er ook differentiële lengtevervormingen optreden tussen de buizen onderling, welke eveneens niet door de stijve schotten kunnen worden opgevangen.
Bij een meervoudige gecombineerde koeler zoals bekend uit het BE 1.019.332 op naam van de huidige aanvrager is dit probleem nog meer uitgesproken.
Bij zulke gecombineerde koeler worden namelijk meerdere buizenbundels in eenzelfde behuizing toegepast, welke buizenbundels zich doorheen het primaire compartiment van de behuizing uitstrekken en die zorgen voor een gescheiden kanalisatie van meerdere fluïdumstromen bij verschillende temperaturen, waarbij zich nog grotere temperatuurschommelingen kunnen voordoen dan in het geval van een enkelvoudige koeler.
Een gedeeltelijke oplossing voor het probleem is bijvoorbeeld bekend uit WO 2008/106188 waarin het schot aan één uiteinde van de bundelbundel met een secundair compartiment van de behuizing is verbonden door middel van een balg of uitzettingsverbinding.
Deze oplossing biedt echter nog geen oplossing voor de differentiële uitzettingen van de buizen onderling.
Bovendien heeft deze oplossing het bijkomend nadeel dat de warmtewisselaar hierdoor ingrijpend wordt veranderd en deze meer onderdelen nodig heeft die onderhevig zijn aan slijtage en meer ruimte in beslag neemt, welke ruimte niet steeds ter beschikking is.
De huidige aanvrager heeft nog andere oplossingen bedacht die beschreven zijn in twee nog niet gepubliceerde Belgische octrooiaanvragen BE 2011/0612 en BE 2011/0690 die hierin integraal bij referentie zijn opgenomen.
De uitvinding hierin beschreven gaat uit van een alternatieve uitvoeringsvorm die eenvoudig te realiseren is en een oplossing biedt aan één of meer van de hiervoor beschreven en/of andere nadelen.
Hiertoe betreft de uitvinding een warmtewisselaar die een behuizing omvat met meerdere compartimenten voor de gescheiden kanalisatie van minstens twee warmteoverdragende fluïdumstromen, namelijk minstens één primair compartiment voor de kanalisatie van een primaire fluïdumstroom en minstens twee secundaire compartimenten die met elkaar verbonden zijn door een buizenbundel met buizen voor de kanalisatie van een secundaire fluïdumstroom via de secundaire compartimenten en doorheen de buizenbundel, waarbij de buizenbundel zich doorheen het primair compartiment uitstrekt en het primair compartiment gescheiden is van de secundaire compartimenten door middel van een schot aan beide uiteinden van de buizenbundel, waarbij deze schotten zijn voorzien van doorgangen waarin de buizen met een uiteinde afdichtend gevat zitten met als specifiek kenmerk dat minstens een deel van de buizen van de buizenbundel minstens met één uiteinde in axiale richting vlottend gevat zitten in een voornoemde doorgang van een schot en dat er een afdichting is voorzien tussen de betreffende doorgang en het betreffend vlottend uiteinde van de buis.
Een warmtewisselaar volgens de uitvinding biedt het voordeel dat de buizen ongehinderd in de lengte kunnen uitzetten en krimpen zonder gehinderd te worden door de aanwezigheid van de schotten vermits de vlottende uiteinden van de buizen onafhankelijk van elkaar in de doorgangen in de schotten kunnen verschuiven.
Een ander voordeel is dat voor de vlottende uiteinden geen extra bewerkingen meer nodig zijn zoals lassen, braseren of andere verbindingstechnieken voor een vaste montage van de buizen in de schotten.
De buizenbundels kunnen inderdaad eenvoudigweg met hun vlottende uiteinden in de doorgangen in de schotten worden geschoven. Een nabehandeling van de lasnaden is dan eveneens overbodig.
Bij voorkeur zijn alle buizen van de bundel voorzien van een vast uiteinde en een vlottend uiteinde, wat het mogelijk maakt de schotten en de buizenbundel gemakkelijk te assembleren door ze in elkaar te schuiven.
De uitvinding is ook eenvoudig toepasbaar in warmtewisselaars met schotten die op een vaste manier in de behuizing zijn gemonteerd, wat het monteren van zulke schotten eenvoudig maakt en zonder dat hiervoor extra bewegende delen of afdichtingen nodig zijn.
De uitvinding is ook bijzonder geschikt voor toepassing in een gecombineerde meervoudige koeler met meerdere bundels buizen, aangezien de grote differentiële verlengingen van de buizen te wijten aan de grote temperatuursverschillen individueel opgevangen kunnen worden doordat minstens één uiteinde van de buizen vlottend is uitgevoerd, terwijl het andere uiteinde bij voorkeur vast is uitgevoerd.
Bij voorkeur zijn de buizen ronde buizen met een ronde dwarsdoorsnede en wordt de afdichting tussen een doorgang in een schot en een betreffend vlottend uiteinde van de buis in deze doorgang gevormd door een O-ring die rond dit vlottend uiteinde van de buis is aangebracht en die bij voorkeur gevat zit in een groef in de omtrekswand van de betreffende doorgang of er met andere woorden in opgesloten is door het buisuiteinde.
Volgens een praktische uitvoeringsvorm is minstens één schot samengesteld uit twee platen die met een aanliggende zijde tegen elkaar zijn aangebracht, waarbij de voornoemde O-ring opgesloten zit tussen beide platen, meer speciaal in een voornoemde groef die begrensd wordt door de aanliggende zijde van één van beide platen en door een groef die in de aanliggende zijde van de andere plaat is aangebracht langs de omtrek van de doorgang in deze plaat.
Deze uitvoeringsvorm biedt het voordeel dat de groeven in de doorgangen gemakkelijk te realiseren zijn, bijvoorbeeld door wegfrezen van de randen van de doorgangen aan één zijde van één van beide platen.
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 schematisch een doorsnede weergeeft van een enkelvoudige warmtewisselaar volgens de uitvinding en dit volgens lijn I-I in figuur 2; figuur 2 de doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1; figuur 3 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 1 is aangeduid met F3; figuur 4 een perspectiefzicht weergeeft volgens pijl F4 in figuur 3; figuur 5 een variant van een warmtewisselaar volgens figuur 1 weergeeft; figuur 6 een doorsnede weergeeft volgens lijn VI-VI in figuur 5.
De in figuur 1 weergegeven warmtewisselaar 1 bevat een behuizing 2 die meerdelig is uitgevoerd met een mantel 3 en een deksel 4, 5 aan beide uiteinden van de mantel 3, waarbij elk deksel 4, 5 op de mantel 3 is bevestigd door middel van bouten 6.
De behuizing 2 is door middel van schotten 7 en 8 opgedeeld in drie van elkaar gescheiden compartimenten, namelijk een centraal gelegen primair compartiment 9 dat door de mantel 3 wordt begrensd en aan weerszijden hiervan twee secundaire compartimenten 10 en 11 die begrensd worden door de deksels 4 en 5.
De schotten 7 en 8 zijn op een vaste manier in de behuizing 2 bevestigd doordat zij in dit geval elk met hun omtreksrand vastgeklemd zitten tussen de mantel 3 en een deksel 4 of 5.
Tussen de schotten 7 en 8 en de behuizing 2 zijn langs de omtreksrand van elk schot 7 of 8 twee afdichtingen 12 voorzien, meer speciaal een afdichting 12 in de contactzone tussen het schot 7 of 8 en de mantel 3 en een andere afdichting 12 tussen het schot 7 of 8 en de contactzone met een deksel 4 of 5.
De secundaire compartimenten 10 en 11 zijn met elkaar verbonden door een reeks evenwijdige stijve buizen 13 van een buizenbundel 14 die zich dwars doorheen het primair compartiment 9 uitstrekken en die, in dit voorbeeld, doch niet noodzakelijk, voorzien zijn van een reeks vinnen 15 uit een warmtegeleidend materiaal die over de buizen 13 zijn geschoven. In de weergegeven uitvoeringsvorm zijn de buizen 13 uitgevoerd als buizen met een ronde doorsnede, doch, de uitvinding is niet als dusdanig beperkt vermits tevens andere vormen van buizen kunnen worden toegepast, zoals bijvoorbeeld buizen 13 met een ovale doorsnede of met een nog andere vorm van doorsnede.
De buizen 13 zijn met hun uiteinden 16 en 17 op een afdichtende manier gevat in doorgangen in de schotten 7 en 8 zodat in de warmtewisselaar het primair compartiment 9 volledig gescheiden is van de secundaire compartimenten 10 en 11.
Het primair compartiment 9 is voorzien van een ingang 19 en een uitgang 20 voor de kanalisatie van een primaire fluïdumstroom doorheen het primaire compartiment 9 rond en over de buizen 13 van de buizenbundel 14 en dwars op de lengterichting X-X' van de buizen zoals weergegeven met pijlen Q1.
Het secundair compartiment 10 is voorzien van een ingang 21 voor de kanalisatie van een secundaire fluïdumstroom doorheen de buizen 13 van de buizenbundel 14 zoals aangegeven met de pijlen Q2 en via het andere secundair compartiment 11 dat daartoe voorzien is van een uitgang 22.
In het geval van figuur 1 zit één uiteinde 16 van de buizen 13, het zogenaamd vast uiteinde 16, vast in een doorgang 18 van het schot 8, althans vast in axiale richting X-X', terwijl het andere uiteinde 17, het zogenaamd vlottend uiteinde 17, vlottend gevat zit in een doorgang 18 van het andere schot 7 op een manier dat het vlottend uiteinde 17 vrij in axiale richting X-X' kan bewegen in de doorgang 18.
Het vast uiteinde 16 is in het weergegeven voorbeeld dwars doorheen het schot 8 aangebracht en aan de zijde van het aangrenzend secundaire compartiment 11 aan het schot 8 bevestigd.
Om axiaal te kunnen bewegen, heeft het vlottende uiteinde 17 een lichte radiale speling 23 in de doorgang 18.
Deze speling 23 tussen de doorgang 18 en de buis 13 wordt afgedicht door middel van een afdichting 24 rond het betreffende uiteinde 16,17 van de buis 13, welke afdichting 24 in dit geval is uitgevoerd in de vorm van een O-ring die gevat zit in een groef 25 in de omtrekswand van de betreffende doorgang 18.
In het geval van figuur 1 is het schot 7 samengesteld uit twee platen 7A en 7B die met een aanliggende zijde 26, 27 tegen elkaar zijn aangebracht en die voorzien zijn van een overeenstemmend gatenpatroon met ronde gaten, respectievelijk 18A en 18B, die samen de doorgangen 18 van het schot 7 bepalen, waarbij deze gaten een diameter D18A en D18B hebben die iets groter is dan de buitendiameter D13 van de buizen 13.
In de aanliggende zijde 27 van de plaat 7B is langs de omtrek van elk gat 18B een groef of sponning 28 verwezenlijkt, bijvoorbeeld door uitfrezen of boren op een grotere diameter D28 dan de diameter D13 ter vorming van een schouder 29.
De voornoemde O-ring 24 zit opgesloten tussen de beide platen 7A en 7B, meer speciaal tussen de voornoemde schouder 29 en de aanliggende zijde 26 van de plaat 7A, welke samen de voornoemde groef 25 in de omtrekswand van de doorgang 18 begrenzen.
Op deze manier kan zulke groef 25 relatief gemakkelijk worden gerealiseerd.
Het vlottend buisuiteinde 17 steekt niet volledig doorheen het schot 7 maar stopt in axiale richting X-X' op een afstand H van de naar het secundair compartiment gerichte zijde van het schot 7. Doordat de vlottende buisuiteinden 17 niet dienen te worden gebraseerd, moeten zij ook niet voorbij de voornoemde zijde uitsteken in het compartiment 10. Hierdoor kunnen de buizen 13 korter zijn dan in het geval van de traditionele koelers met buizen die aan beide uiteinden moeten uitsteken om te worden gebraseerd en met een vergelijkbare capaciteit. Dit brengt een kostenbesparing met zich mee op gebied van grondstoffen.
De samenstellende platen 7A en 7B van het schot 7 zijn ten opzichte van elkaar afgedicht door middel van een dichting 30 die zich rond het geheel van doorgangen 18 voor de buizenbundel 14 uitstrekt in een groef die in één of in beide aanliggende zijden 26 en/of 27 van de twee platen is aangebracht.
De huidige uitvinding is niet beperkt tot uitvoeringsvormen waarbij het schot 7 is samengesteld uit twee platen 7A en 7B, vermits het schot 7 tevens uit één plaat kan bestaan, waarbij in de doorgangen voorzieningen zijn getroffen voor het aanbrengen van een afdichting, bijvoorbeeld in de vorm van een groef in de omtrekswand van de betreffende doorgangen waarin een O-ring kan worden aangebracht. Tevens kan het schot 7 uit meer dan twee samenstellende platen bestaan, waarbij elke doorgang al dan niet meerdere groeven kan bevatten voor de plaatsing van afdichtingen.
Het gebruik van een warmtewisselaar volgens de uitvinding is niet verschillend van een traditionele warmtewisselaar en is als volgt.
Gelijktijdig wordt een primaire fluïdumstroom Ql doorheen het primaire compartiment 9 gekanaliseerd kruiselings over de buizen 13 van de buizenbundel 14 en wordt een secundaire fluïdumstroom Q2 met een hogere of lagere temperatuur doorheen de buizen 13 van de buizenbundel 14 geleid.
Via de wand van de buizen 13 heeft er een warmteoverdracht plaats van het warmere fluïdum naar het koudere fluïdum.
Door de temperatuursverschillen kunnen de buizen 13 samen gaan uitzetten maar ook verschillen ten opzichte van elkaar.
Doordat de buizen 13 met één vlottend uiteinde 17 in axiale richting X-X' vlottend zijn aangebracht in de doorgangen 18 van het schot 7, kunnen alle buizen 13 individueel ongehinderd uitzetten of krimpen, waardoor er geen ongewenste spanningen kunnen ontstaan in de buizen 13 en in de schotten 7 en 8 die zouden kunnen leiden tot scheuren of vervormingen.
De schotten 7 en 8 en de buizen 13 kunnen derhalve ook dunner en lichter worden uitgevoerd wat kan leiden tot een extra materiaal- en gewichtsbesparing en een efficiëntere warmteoverdracht.
Alhoewel de buizen 13 bij voorkeur één vast uiteinde 16 en één vlottend uiteinde 17 hebben, is het niet uitgesloten dat beide uiteinden vlottend zijn uitgevoerd.
Het is ook niet uitgesloten dat alle vlottende uiteinden 17 gesitueerd zijn in één en hetzelfde schot 7 of 8 en alle vaste uiteinden 16 in het andere schot 8 of 7. De vlottende uiteinden 17 kunnen bijvoorbeeld afwisselend in het ene of in het andere schot zijn voorzien.
Het is duidelijk dat de behuizing 2 niet noodzakelijk meerdelig moet zijn uitgevoerd, alhoewel dit wel handig is voor de assemblage en het onderhoud.
Het is niet uitgesloten dat mogelijk beide uiteinden van een klein aantal buizen 13 van de buizenbundel zijn uitgevoerd als een vast uiteinde, alhoewel het de voorkeur geniet dat alle buizen 13 minstens één vlottend uiteinde 17 bezitten.
In figuur 5 is een variante weergegeven van een warmtewisselaar 1 volgens de uitvinding in de vorm van een dubbele gecombineerde warmtewisselaar met twee gescheiden buizenbundels 14A en 14B die zich doorheen een gezamenlijk primair compartiment 9 uitstrekken, elk voor het gescheiden kanaliseren van twee secundaire fluïdumstromen, respectievelijk Q2A en Q2B, elk met een eigen temperatuur die verschillend is van de temperatuur van de primaire fluïdumstroom Q1.
Elke buizenbundel 14 is voorzien van twee halfcirkelvormige schotten 7 en 8, respectievelijk 7A en 8A voor de buizenbundel 14A en 7B en 8B voor de buizenbundel 14B, welke schotten elk zijn voorzien van afdichtingen 12 ten opzichte van de behuizing 2 die zich uitstrekken rond het geheel van doorgangen 18 in het betreffend schot.
Het bovenste gedeelte met de buizenbundel 14A van de warmtewisselaar van figuur 5 is in dit geval uitgevoerd met een ingang 21A aan één uiteinde van buizenbundel 14A en een uitgang 22A aan het andere uiteinde, waarbij de stroming in de buizen 13A dezelfde is voor alle buizen 13A van de buizenbundel 14A.
In het onderste gedeelte met de buizenbundel 14B van de warmtewisselaar 1 van figuur 5 zijn de inlaat 21B en de uitlaat 22B voorzien aan eenzelfde uiteinde van de bundelbundel 14B, namelijk in het deksel 4, waarbij aan het andere uiteinde van de buizenbundel 14B een secundair compartiment 31 is voorzien in het deksel 5 dat door middel van keerschotten 32 in deelcompartimenten is opgedeeld voor de omkering van de fluïdumstroom Q2B in de richting van het deksel 4 zoals afgebeeld in figuur 5.
Ook in het deksel 4 zijn zulke keerschotten 32 voorzien.
De stroming in de buizen 13B van de buizenbundel 14B verloopt in dit geval in heen- en weergaande bewegingen doorheen het primair compartiment 9.
Naast de voordelen van de huidige uitvinding heeft een gecombineerde warmtewisselaar 1 volgens figuur 5 het bijkomend voordeel dat hij compacter kan worden uitgevoerd dan wanneer twee aparte enkele warmtewisselaars achter elkaar in de primaire fluïdumstroom Q1 zouden worden geplaatst, waardoor de gecombineerde warmtewisselaar 1 minder plaats in beslag neemt en door zijn compactheid ook minder warmteverliezen vertoont.
Het gebruik van een gecombineerde warmtewisselaar 1 wordt bijvoorbeeld uiteengezet in de voornoemde nog niet gepubliceerde Belgische octrooiaanvragen BE 2011/0612 en BE 2011/0690, evenals in het BE 1.019.332, allen op naam van de huidige aanvrager voor toepassing in een compressorinstallatie met een droger voor de gecomprimeerde lucht. Deze octrooischriften worden beschouwd als volledig opgenomen te zijn, per referentie, in de huidige octrooiaanvraag, in het bijzonder die delen die betrekking hebben op de toepassing van een gecombineerde warmtewisselaar in een compressorinrichting.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een warmtewisselaar volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen verwezenlijkt worden, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (18)

  1. Conclusies .
    1. - Warmtewisselaar die een behuizing (2) omvat met meerdere compartimenten (9, 10, 11, 31) voor de gescheiden kanalisatie van minstens twee warmteoverdragende fluïdumstromen, namelijk minstens één primair compartiment (9) voor de kanalisatie van een primaire fluïdumstroom (Ql) en minstens twee secundaire compartimenten (10, 11, 31) die met elkaar verbonden zijn door een buizenbundel (14) met buizen (13) voor de kanalisatie van een secundaire fluïdumstroom (Q2) via de secundaire compartimenten en doorheen de buizenbundel (14), waarbij de buizenbundel (14) zich doorheen het primair compartiment (9) uitstrekt en het primair compartiment (9) gescheiden is van de secundaire compartimenten (10, 11, 31) door middel van een schot (7, 8) aan beide uiteinden van de buizenbundel (14) en waarbij deze schotten (7 en 8) zijn voorzien van doorgangen (18) waarin de buizen (13) met een uiteinde (16, 17) afdichtend gevat zitten, daardoor gekenmerkt dat minstens een deel van de buizen (13) van de buizenbundel (14) minstens met één uiteinde (17) in axiale richting (X-X') vlottend gevat zitten in een voornoemde doorgang (18) van een schot (7, 8) en dat er een afdichting (24) is voorzien tussen de betreffende doorgang (18) en het betreffend vlottend uiteinde (17) van de buis (13).
  2. 2. - Warmtewisselaar volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de schotten (7, 8) in axiale richting (X-X') van de buizen (13) vastzitten in de behuizing (2).
  3. 3. - Warmtewisselaar volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat alle buizen (13) van de buizenbundel (14) minstens met één uiteinde (17) in axiale richting (X-X') vlottend gevat zitten in een voornoemde doorgang (18) van een schot ( 7, 8).
  4. 4. - Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat alle buizen (13) van de buizenbundel (14) minstens met één zogenoemd vast uiteinde (16) in axiale richting (X-X') onbeweeglijk zijn bevestigd op of aan het schot (7, 8).
  5. 5. - Warmtewisselaar volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat elke buis (13) van de buizenbundel (14) een vlottend uiteinde (17) en een vast uiteinde (16) heeft.
  6. 6. - Warmtewisselaar volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de buizen (13) met hun vlottend uiteinde (17) zijn aangebracht in één enkel schot (7 of 8) en met hun vast uiteinde (16) zijn aangebracht in het andere schot (8 of 7).
  7. 7. - Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de afdichting (24) tussen een doorgang (18) en een betreffend vlottend uiteinde (17) van de buis (13) wordt gevormd door een 0-ring rond dit vlottend uiteinde (17) van de buis (13).
  8. 8. - Warmtewisselaar volgens één of meer van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de afdichting (24) gevat zit in een groef (25) in de omtrekswand van een betreffende doorgang (18) in een betreffende schot (7, 8).
  9. 9. - Warmtewisselaar volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat minstens één schot (7,8) is samengesteld uit minstens twee platen (7A en 7B) die met een aanliggende zijde (26, 27) tegen elkaar zijn aangebracht, waarbij de voornoemde afdichting (24) opgesloten zit tussen beide platen (7A en 7B) , meer speciaal in een voornoemde groef (25) die begrensd wordt door de aanliggende zijde (27) van één van beide platen (7A en 7B) en door een groef of sponning (28) die in de aanliggende zijde (26) van de andere plaat (7A) is aangebracht langs de omtrek van de doorgang (18B) in deze plaat.
  10. 10. - Warmtewisselaar volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat beide platen voorzien zijn van gaten (18A en 18B) die samen de doorgangen (18) vormen en een diameter hebben die, op een speling na, overeenstemt met de buitendiameter van het vlottend uiteinde (17) van de buis (13) dat in een betreffende doorgang (18) wordt aangebracht.
  11. 11. - Warmtewisselaar volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat de twee platen (7A en 7B) ten opzichte van elkaar zijn afgedicht door middel van een dichting (30) die zich rond het geheel van doorgangen (18) overeenstemmend met een buizenbundel (14) uitstrekt.
  12. 12. - Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de behuizing (2) meerdere delen (3, 4, 5) omvat, waarbij één of beide schotten (7, 8) langs hun buitenste rand zijn vastgeklemd tussen twee of meer delen van de behuizing (2) en dat, ter plaatse van het contactoppervlak tussen de schotten (7, 8) en de delen (3, 4, 5) van de behuizing (2) een afdichting (12) is aangebracht.
  13. 13. - Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het primair compartiment (9) voorzien is van een ingang (19) en een uitgang (20) die zodanig zijn gelegen dat de primaire fluïdumstroom (Ql) dwars over of rond de buizen (13) van de buizenbundel (14) wordt gekanaliseerd.
  14. 14. - Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de kanalisatie van de secundaire fluïdumstroom (Q2) die gevormd wordt door de secundaire compartimenten (9, 10, 31) en de buizenbundel (13) voorzien is van een ingang (21) en een uitgang (22) voor de secundaire fluïdumstroom (Q2).
  15. 15. - Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat één of beide secundaire compartimenten door middel van keerschotten (32) zijn opgedeeld in deelcompartimenten die de kanalisatie van de secundaire fluïdumstroom (Q2) komende van een aantal buizen (13) van de buizenbundel (14) ombuigen in de tegenovergestelde axiale richting voor het kanaliseren van de secundaire fluïdumstroom (Q2) doorheen een aantal andere buizen (13) van de buizenbundel (14).
  16. 16. - Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de buizen (13) stijve buizen zijn.
  17. 17. - Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het een meervoudige gecombineerde warmtewisselaar (1) is met één primair compartiment (9) en minstens twee buizenbundels (14) die zich doorheen het primair compartiment (9) uitstrekken voor het gescheiden kanaliseren van twee secundaire fluïdumstromen (Q2A en Q2B).
  18. 18. - Warmtewisselaar volgens conclusie 17, daardoor gekenmerkt dat elke buizenbundel (14A en 14B) is voorzien van twee eigen schotten (7 en 8) die elk zijn voorzien van een afdichting (12) ten opzichte van de behuizing (2) die zich uitstrekt rond het geheel van doorgangen (18) in het betreffend schot (7, 8).
BE2013/0185A 2013-03-20 2013-03-20 Warmtewisselaar BE1021633B1 (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2013/0185A BE1021633B1 (nl) 2013-03-20 2013-03-20 Warmtewisselaar
DE202014002356.5U DE202014002356U1 (de) 2013-03-20 2014-03-17 Wärmetauscher
CN201420126866.2U CN203810985U (zh) 2013-03-20 2014-03-20 热交换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2013/0185A BE1021633B1 (nl) 2013-03-20 2013-03-20 Warmtewisselaar

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1021633B1 true BE1021633B1 (nl) 2015-12-21

Family

ID=48189995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2013/0185A BE1021633B1 (nl) 2013-03-20 2013-03-20 Warmtewisselaar

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN203810985U (nl)
BE (1) BE1021633B1 (nl)
DE (1) DE202014002356U1 (nl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104406450A (zh) * 2014-11-18 2015-03-11 广州达意隆包装机械股份有限公司 一种管式热交换器密封座以及管式热交换器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2001663A (en) * 1932-10-17 1935-05-14 Erie City Iron Works Heater
GB1112265A (en) * 1964-11-24 1968-05-01 Fritz Schneider Tubular heat exchanger
DE2326365A1 (de) * 1973-05-23 1974-12-19 Qvf Glastech Gmbh Roehrenwaermeaustauscher mit doppelten rohrboeden
DE19518323A1 (de) * 1995-05-18 1996-11-21 Calorifer Ag Verfahren und Vorrichtung zum unterbrechungsfreien Wärmetausch
DE19714423A1 (de) * 1997-04-08 1998-10-15 Schnabel Gmbh & Co Kg Dr Rohrbündelwärmeaustauscher
EP1422488A2 (en) * 2002-11-19 2004-05-26 Tycon Technoglass S.r.l. A heat exchanger with a silicon carbide set of tubes and tube plates in enamelled steel
WO2011138444A1 (en) * 2010-05-06 2011-11-10 Heatmatrix Group B.V. Heat exchanger tube sheet, a heat exchanger and a method of manufacturing a heat exchanger tube sheet

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8794299B2 (en) 2007-02-27 2014-08-05 Modine Manufacturing Company 2-Pass heat exchanger including thermal expansion joints
BE1019332A5 (nl) 2010-05-11 2012-06-05 Atlas Copco Airpower Nv Warmtewisselaar.
BE1020321A3 (nl) 2011-10-19 2013-08-06 Atlas Copco Airpower Nv Buizenwarmtewisselaar en compressoreenheid daarmee uitgerust.
BE1020355A3 (nl) 2011-11-28 2013-08-06 Atlas Copco Airpower Nv Combinatie-warmtewisselaar en inrichting daarmee uitgerust.

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2001663A (en) * 1932-10-17 1935-05-14 Erie City Iron Works Heater
GB1112265A (en) * 1964-11-24 1968-05-01 Fritz Schneider Tubular heat exchanger
DE2326365A1 (de) * 1973-05-23 1974-12-19 Qvf Glastech Gmbh Roehrenwaermeaustauscher mit doppelten rohrboeden
DE19518323A1 (de) * 1995-05-18 1996-11-21 Calorifer Ag Verfahren und Vorrichtung zum unterbrechungsfreien Wärmetausch
DE19714423A1 (de) * 1997-04-08 1998-10-15 Schnabel Gmbh & Co Kg Dr Rohrbündelwärmeaustauscher
EP1422488A2 (en) * 2002-11-19 2004-05-26 Tycon Technoglass S.r.l. A heat exchanger with a silicon carbide set of tubes and tube plates in enamelled steel
WO2011138444A1 (en) * 2010-05-06 2011-11-10 Heatmatrix Group B.V. Heat exchanger tube sheet, a heat exchanger and a method of manufacturing a heat exchanger tube sheet

Also Published As

Publication number Publication date
DE202014002356U1 (de) 2014-04-10
CN203810985U (zh) 2014-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200333088A1 (en) Monolithic Bicontinuous Labyrinth Structures and Methods For Their Manfacture
TWI628402B (zh) 盤組件型板式熱交換器
BE1019332A5 (nl) Warmtewisselaar.
JP5193310B2 (ja) 内燃機関用再循環排気ガス冷却器
JP4897041B2 (ja) プレート熱交換器
CN107664444B (zh) 侧流程板壳式换热板以及多流程可拆卸板壳式换热器
JP4607626B2 (ja) 効率的な熱交換器、およびそれを用いたエンジン
CN104807349A (zh) 一种平流式多介质换热器
CN104807356A (zh) 一种平流式多介质换热器
JP2009228930A (ja) 熱交換器
JP2010528253A (ja) 熱交換器シェルアセンブリ及び組立て方法
RU2489663C1 (ru) Теплообменник
BE1021633B1 (nl) Warmtewisselaar
US20140305621A1 (en) Multiplate heat exchanger
JP5323858B2 (ja) 渦巻き式熱交換器
CN204666001U (zh) 一种平流式多介质换热器
JP2006207888A (ja) 二重管型熱交換器
US9310135B1 (en) Configureable heat exchanger
KR102436657B1 (ko) 엔진의 열 교환기
US2155666A (en) Heat exchange unit
EP2123991B1 (en) Fired heat exchanger
NL1014486C2 (nl) Convectorelement en warmtewisselaar met parallelle platen.
JPH10500203A (ja) プレート型熱交換器
CN108592660B (zh) 一种用于斯特林热电转换装置的双盘管冷却器
US10697708B2 (en) Heat exchangers