BE1021647B1

BE1021647B1 - Warmtewisselaars

Info

Publication number: BE1021647B1
Application number: BE2012/0822A
Authority: BE
Original assignee: Polyvision, Naamloze Vennootschap
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2015-12-22
Also published as: US10094621B2; EP2929268A2; WO2014085874A2; WO2014085874A3; US20150330714A1; CN104995473B; ES2720193T3; CN104995473A; EP2929268B1

Abstract

Tegenstroom-warmtewisselaar bestaande uit twee aangrenzende 5 kamers, waarin in één kamer een fluïdum van hoge temperatuur in één richting stroomt en waarin in de andere kamer een fluïdum van lage temperatuur vloeit in de tegengestelde richting, daardoor gekenmerkt dat beide kamers gescheiden worden door een monolithische 10 dubbelzijdig geëmailleerde vlakke staalplaat ingebrand bij temperaturen boven 500 °C.

Description

Warmtewisselaars

De huidige uitvinding heeft betrekking op warmtewisselaars.

Meer speciaal, is de uitvinding bedoeld voor het bekomen van warmtewisselaars die gebruik maken van geëmailleerd staal.

De nuttige eigenschappen van geëmailleerd staal zijn alom gekend, zoals een hoge corrosieweerstand, een hoge slijtweerstand en een hoge chemische resistentie.

Het gebruik van geëmailleerd staal in warmtewisselaars is dan ook al bekend omwille van hogervermelde kwaliteiten en ook omdat dergelijke oppervlakken in geëmailleerd staal onderhoudsvriendelijk zijn en bestand zijn tegen hoge temperaturen. Bovendien is geëmailleerd staal wegens de dunheid van de keramische lagen thermisch efficiënt voor warmtegeleiding.

Klassiek is de toepassing van dubbelzijdig geëmailleerde en gegolfde staalplaat in luchtvoorverwarmers en gas-gas warmteuitwisselaars in industriële processen zoals in een ontzwavelingsinstallatie voor verbrandingsgassen.

Deze warmtewisselaars nemen de vorm aan van grote korven, die opgevuld worden met gegolfd dubbelzijdig geëmailleerd staal met een groot contactoppervlak met het gas waarmee ze in contact worden gebracht.

De warmtewisselaars bestaan uit meerdere korven, gevuld met geëmailleerd plaatstaal die samen een warmtewisselend oppervlak opleveren van 30.000 m2. In deze toepassing wordt het geëmailleerd staal blootgesteld aan corrosie door de agressieve rookgassen, en moet het chemisch resistent maar tevens goed warmtegeleidend zijn.

Deze warmtewisselaars zijn van het regeneratieve type, hetgeen wil zeggen dat ze gedurende een tijd warmte opnemen uit een gasstroom die over de helft van de warmtewisselaar wordt gevoerd, waarna deze helft weggeroteerd en afgekoeld wordt in een andere gasstroom, tot deze voldoende is af gekoeld om weer gebruikt te worden voor het opslaan van warmte uit de eerste gasstroom, hetgeen door een volgende rotatie wordt verkregen.

Een typisch voorbeeld werd beschreven door A. Chelli et al. in XXI International Enamellers Congress, 18-22 May 2008 te Shangai, pg 126-154. In dit voorbeeld worden twee rotatieve warmtewisselaars met geëmailleerd staal als warmtewisselaar toegepast in eenzelfde industrieel ontzwavelingsproces voor rookgassen.

Een nadeel van deze warmtewisselaars met gegolfd dubbelzijdig geëmailleerd plaatstaal in de huidige vorm is dat ze niet bruikbaar zijn als tegenstroom-warmtewisselaar in een continu warmte-uitwisselingsproces.

Nog een nadeel van deze warmtewisselaars is dat ze het gegolfd dubbelzijdig geëmailleerd plaatstaal blootstellen aan frequente en hoge temperatuurschommelingen omwille van de regeneratieve functie ervan.

Nog een nadeel van deze warmtewisselaars is dat ze niet statisch zijn en daardoor een groter risico voor mechanisch falen vertonen en een lagere thermische efficiëntie dan statische warmtewisselaars hebben.

Binnen de statische warmtewisselaars zijn vooral de tegenstroom-warmtewisselaars thermisch zeer efficiënt.

In deze toepassing wordt een heet fluïdum (gas of vloeistof) in één richting doorheen een warmtewisselaar geleid en een koud fluïdum in de andere richting, gescheiden door een thermisch geleidende wand, waar doorheen het hete fluïdum warmte overdraagt naar het koude fluïdum.

Nog thermisch efficiënter worden deze tegenstroom- warmtewisselaars indien ze in plaats van vlakke kamers, die gescheiden worden door een vlakke wand, bestaan uit een eerste spiraalvormige kamer waardoor een eerste fluïdum stroomt die langs beide zijden omgeven wordt door een tweede spiraalvormige kamer waardoor een tweede fluïdum stroomt in de tegengestelde richting, gescheiden door spiraalvormige wanden tussen beide stroomrichtingen.

Voor dergelijke toepassingen leent de gekende gegolfde dubbelzijdig geëmailleerde staalplaat zich niet als scheidingswand, omdat deze niet vlak is en bovendien niet spiraalvormig kan worden opgewonden.

Voor dergelijke toepassingen is anderzijds dubbelzijdig geëmailleerde dunne flexibele staalplaat wel een geschikt materiaal, omwille van zijn buigzaamheid, thermische geleiding en zijn corrosiebestendig oppervlak.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een tegenstroom-warmtewisselaar die gebruik maakt van een dubbelzijdig geëmailleerde vlakke dunne staalplaat.

Hiertoe betreft de uitvinding een tegenstroom-warmtewisselaar bestaande uit twee aangrenzende kamers, waarin in één kamer een fluïdum van hoge temperatuur in één richting stroomt en waarin in de andere kamer een fluïdum van lagere temperatuur vloeit in de tegengestelde richting, daardoor gekenmerkt dat beide kamers gescheiden worden door een monolithische dubbelzijdig geëmailleerde vlakke staalplaat.

Een voordeel van een dergelijke tegenstroom-warmtewisselaar is dat de warmtegeleidende wand tussen de twee kamers langs beide zijden geëmailleerd en glad is, hetgeen het oppervlak van de wand beschermt tegen corrosie, maar de wand ook onderhoudsvriendelijk maakt doordat deze glad en gemakkelijk te reinigen is.

Nog een voordeel is dat een dergelijke warmtegeleidende wand thermisch zeer efficiënt is en bovendien aan een lage kost kan worden geproduceerd.

Nog een voordeel van een dergelijke warmtegeleidende wand is dat deze zeer lang kan zijn, aangezien de dubbelzijdige geëmailleerde staalplaat in lange ononderbroken banden geproduceerd kan worden, waarbij een totale lengte van ongeveer 150 meter mogelijk is.

Bij voorkeur worden meerdere exemplaren van de twee rechthoekige kamers met tegengestelde stroomrichting op elkaar geplaatst met vorming van een stapel van kamers.

Een voordeel van een dergelijke stapel is dat meerdere kamers voor het fluïdum in dezelfde richting benut kunnen worden, alsook meerdere kamers voor het fluïdum in de andere richting, terwijl de afscheiding tussen beide soorten kamers telkens door slechts één dubbelzijdig geëmailleerde vlakke staalplaat wordt bekomen, hetgeen de structuur licht en thermisch efficiënt houdt.

Bij voorkeur wordt de aanvoer voor het fluïdum in alle kamers met dezelfde stroomrichting gevoed door een gemeenschappelijke aanvoer en wordt de afvoer voor het fluïdum in deze kamers verzameld in een gemeenschappelijke afvoer.

Een voordeel van deze gemeenschappelijke aan- en afvoer is dat een groot aantal kamers ervoor kan zorgen een hoge warmte-uitwisseling te verkrijgen op een beperkte lengte van de tegenstroom-warmtewisselaar.

Nog een voordeel van deze gemeenschappelijke aan- en afvoer is dat meerdere warmtewisselaarstapels in serie achter elkaar gekoppeld kunnen worden met een progressief lagere invoertemperatuur.

Een specifiek voordeel van dit type van tegenstroom-warmtewisselaar is dat de doorstroming ongeremd kan verlopen doordat de oppervlakken van de dubbelzijdig geëmailleerde scheidingswanden tussen de kamers volkomen vlak en glad zijn en geen weerstand bieden tegen een snelle doorstroming van beide fluïda.

Bij voorkeur is de monolithische dubbelzijdig geëmailleerde vlakke staalplaat met zijn randen gevat in een corrosiebestendige afstandshouder die corrosie van de geëmailleerde staalplaat ter hoogte van zijn randen voorkomt en een vaste afstand tot een volgende vlakke staalplaat waarborgt.

Een voordeel van een dergelijke afstandshouder is dat deze niet alleen de randen van de dubbelzijdig geëmailleerde staalplaat die het meest kwetsbaar zijn voor corrosie afschermt, maar er tevens voor zorgt de twee geëmailleerde staalplaten die de kamer van de warmtewisselaar begrenzen overal op dezelfde afstand van elkaar liggen.

Een ander type van corrosiebestendige afstandshouder waarmee een stapel vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten kan gescheiden worden, bestaat uit balkvormige of ronde stroken van teflon of een ander chemisch inert materiaal, die zich in de stromingsrichting van de fluïda uitstrekken tussen twee boven elkaar gestapelde vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten, en zo zijn opgesteld dat de randen van de staalplaten niet in contact komen met de inhoud van de ontstane stromingskamers en waardoor de randen niet onderhevig zijn aan corrosie door agressieve fluïda. Enkel de binnenkant van de kamers die begrensd zijn door geëmailleerd staal en teflon of een ander chemisch inert materiaal komen in contact met de fluïda.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm worden twee kamers gevormd door twee monolithische, vlakke dubbelzijdig geëmailleerde maar flexibele staalplaten spiraalvormig op te rollen zodat twee spiraalvormige kamers ontstaan die steeds gescheiden worden door een enkelwandige maar dubbelzijdig geëmailleerde staalplaat, waarbij de eerste kamer uitgeeft op een centrale pijp in het centrum van de warmtewisselaar en de tweede kamer uitgeeft op een andere centrale pijp en waarbij doorheen de eerste kamer een fluïdum van lagere temperatuur stroomt in centripetale richting om via de eerste centrale pijp rechtstreeks weer naar buiten te stromen langs één zijkant van de warmtewisselaar, en waarbij doorheen de tweede kamer een fluïdum van hogere temperatuur stroomt in centrifugale richting en tegengesteld aan de stroomrichting in de eerste kamer via de andere centrale pijp die gevoed wordt door een toevoer van het warme af te koelen fluïdum langs de andere zijkant van de spiraalvormige warmtewisselaar, en waarbij beide stroomrichtingen alleen gescheiden zijn door één enkele dubbelzijdig geëmailleerde staalplaat, waardoorheen de warmte van het warmere fluïdum aan het koudere fluïdum wordt overgedragen.

Een voordeel van een dergelijke spiraalvormige tegenstroom-warmtewisselaar is zijn compactheid waarbij een langgerekt contactoppervlak van de thermisch geleidende geëmailleerde staalplaat toch op een beperkte ruimte kan worden ingebouwd.

Nog een voordeel van een dergelijke spiraalvormige tegenstroom-warmtewisselaar is dat slechts één paar dubbelzijdig geëmailleerde lange flexibele staalplaten nodig is om één langgerekte kamer met warmer fluïdum stromend in één richting, warmte te laten uitwisselen met één langgerekte kamer met het afkoelend fluïdum stromend in de tegengestelde richting.

Een bijkomend voordeel van een dergelijke spiraalvormige tegenstroom-warmtewisselaar is dat deze door zijn compactheid thermisch efficiënter werkt, doordat er minder warmteverliezen zijn die niet door de tegenstroom kunnen worden opgenomen.

Bij voorkeur zijn de randen van de buitenste wand en de binnenste wand van de eerste kamer gevat in een spiraalvormige, corrosiebestendige afstandshouder die corrosie van de staalplaten ter hoogte van hun randen voorkomt.

Een bijkomend voordeel van een dergelijke afstandshouder is dat die niet alleen een constante afstand tussen de windingen van de spiraalvormig gewonden dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten verzekert, maar ook de juiste kromming van de platen voor de spiraalvorm oplegt.

De spiraalvormige warmtewisselaar kan ook voorzien zijn van een ander type afstandshouders die bestaan uit balkvormige of ronde stroken teflon of een ander chemisch inert materiaal, die zich in de stromingsrichting van de fluïda uitstrekken tussen twee boven elkaar gewikkelde spiraalvormige dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten en zo zijn opgesteld dat de randen van de staalplaten niet in contact komen met de inhoud van de ontstane stromingskamers 10, 11 hetgeen corrosie van deze randen voorkomt.

Nog een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de tegenstroom-warmtewisselaar is de helixvormige tegenstroom-warmtewisselaar, opgebouwd uit drie dubbelzijdig geëmailleerde flexibele stalen platen die twee kamers begrenzen en helixvormig gewikkeld zijn rond een centrale longitudinale as. Een eerste fluïdum wordt door de eerste kamer 10 geleid en een tweede fluïdum wordt in tegengestelde richting door de tweede kamer 11 geleid. Een helixvormige afstandshouder 15 legt de onderlinge afstand en de kromming van de windingen in de geëmailleerde staalplaten op.

Deze helixvormige tegenstroom-warmtewisselaar kan ook voorzien zijn van een bijkomend type van afstandhouders, die bestaan uit balkvormige of ronde stroken 8' uit teflon of een ander chemisch inert materiaal, die zich in de stromingsrichting van de fluïda uitstrekken tussen de drie helixvormig om elkaar gewikkelde en dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten en zo zijn opgesteld dat de randen van de staalplaten niet in contact komen met de inhoud van de door de balkvormige of ronde stroken 8' afgebakende stromingskamers 10, 11.

Een voordeel van deze helixvormige tegenstroom-warmtewisselaar is dat deze compact van vorm is, en rond een centrale cilindrische ruimte kan worden gebouwd, terwijl de binnenoppervlakte van de stromingskamers naadloos blijven, en een ongehinderde doorstroming van de fluïda mogelijk maken. De inerte en gladde binnenoppervlakte van de kamers laat ook een beter onderhoud toe, door deze ruimten periodiek te spoelen met daartoe geschikte reinigingsmiddelen.

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 tegenstroom-warmtewisselaars volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :

Figuur 1 schematisch en in doorsnede een set van gegolfde dubbelzijdige geëmailleerde staalplaten weergeeft in een regeneratieve warmtewisselaar volgens de stand van techniek; figuur 2 schematisch en in doorsnede een set van vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten weergeeft in een tegenstroom-warmtewisselaar volgens de uitvinding; figuur 3 schematisch en in doorsnede een tegenstroom-warmtewisselaar weergeeft, gevormd uit een stapel vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten tussen kamers volgens de uitvinding; figuur 4a schematisch en in perspectief een stapel vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten gevat in afstandshouders weergeeft volgens de uitvinding; figuur 4b een variant van figuur 4 weergeeft met een ander type van afstandshouders; figuur 5a schematisch en in uitgesneden perspectief een spiraalvormige tegenstroom-warmtewisselaar uit dubbelzijdig geëmailleerd flexibel staal weergeeft volgens de uitvinding; figuur 5b een variant van figuur 5a weergeeft met een ander type van afstandshouders; figuur 6a een helixvormige tegenstroom-warmtewisselaar weergeeft bestaande uit drie dubbelzijdig geëmailleerde flexibele platen, waartussen zich twee kamers bevinden, die helixvormig rond een centrale as zijn gewikkeld; figuur 6b een variant van figuur 6a weergeeft met een ander type van afstandshouders.

In figuur 1 is schematisch een doorsnede weergegeven van een aantal gegolfde dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten zoals die in de huidige stand van techniek in korven voor regeneratieve warmtewisselaars gebruikt worden. Een koudgewalste gegolfde staalplaat 1 die aan beide zijden geëmailleerd is, wordt in dit geval afgewisseld met een vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaat 2.

In figuur 2 is schematisch en in doorsnede de eenvoudigste tegenstroom-warmtewisselaar 3 volgens de uitvinding weergegeven, bestaande uit twee kamers 4, 5 waar doorheen twee fluïda van verschillende temperatuur in tegengestelde richting stromen, die van elkaar gescheiden zijn door een vlakke dubbelzijdig geëmailleerde dunne staalplaat 6.

In figuur 3 is in doorsnede een meer uitgebreide variant van figuur 2 voorgesteld bestaande uit een stapel vlakke dubbelzijdig geëmailleerde, dunne staalplaten 6 waartussen doorstroomkamers 4, 5 worden gevormd, waarbij elke doorstroomkamer 4 die doorlopen wordt door een fluïdum stroom in één richting, omringd wordt door twee andere doorstroomkamers 5 waardoor een fluïdum van een andere temperatuur stroomt in de tegengestelde richting aan de doorstroomrichting van het eerste fluïdum.

In figuur 4a wordt schematisch en in perspectief een tegenstroom-warmtewisselaar 7 weergegeven, bestaande uit een stapel vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten 6, waarvan de randen gevat zijn in corrosiebestendige afstandshouders 8.

Figuur 4b geeft een variant weer van figuur 4a waarbij een stapel vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten 6, door een ander type van afstandshouders 8' gescheiden worden, die bestaan uit balkvormige of ronde stroken uit teflon of een ander chemisch inert materiaal, die zich in staalplaten niet in contact komen met de ontstane stromingskamers en waardoor de randen niet onderhevig zijn aan corrosie door agressieve fluïda. Enkel de binnenkant van de kamers die begrensd zijn door geëmailleerd staal en teflon komen in contact met de fluïda.

In figuur 5a wordt een spiraalvormige tegenstroom-warmtewisselaar 9 weergegeven, die gevormd is uit een set van twee dubbelzijdig geëmailleerde stalen vlakke platen 6, 6', die flexibel zijn en die op gelijke afstand van elkaar worden opgewikkeld met vorming van twee spiraalvormige kamers 10, 11, waarbij de eerste kamer 10 uitgeeft op een centrale pijp 12a in het centrum van de warmtewisselaar en de tweede kamer 11 uitgeeft op een andere centrale pijp 12b waarbij doorheen kamer 10 een fluïdum van lagere temperatuur stroomt in centripetale richting om via de centrale pijp 12a rechtstreeks weer naar buiten te stromen langs één zijkant van de warmtewisselaar, en waarbij doorheen kamer 11 een fluïdum van hogere temperatuur stroomt in centrifugale richting en tegengesteld aan de stroomrichting van kamer 10 via een andere centrale pijp 12b die gevoed wordt door een toevoer van het warme af te koelen fluïdum langs de andere zijkant van de spiraalvormige warmtewisselaar 9, en waarbij beide stroomrichtingen alleen gescheiden zijn door één dubbelzijdig geëmailleerde staalplaat 6 of 6', waardoorheen de warmte van het warmere fluïdum aan het koudere fluïdum wordt overgedragen.

Figuur 5b geeft een variant van figuur 5a weer, waarbij de spiraalvormige warmtewisselaar voorzien is van afstandshouders die bestaan uit balkvormige of ronde stroken 8' teflon of een ander chemisch inert materiaal, die zich in de stromingsrichting van de fluïda uitstrekken tussen twee boven elkaar gewikkelde spiraalvormige dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten 6, 6,' 6", en zo zijn opgesteld dat de randen van de staalplaten niet in contact komen met de inhoud van de ontstane stromingskamers 10, 11 hetgeen corrosie van deze randen voorkomt.

In figuur 6a wordt een helixvormige tegenstroom-warmtewisselaar 9' weergegeven, opgebouwd uit drie dubbelzijdig geëmailleerde flexibele stalen banden 6, 6', 6", die twee kamers 10, 11 begrenzen en helixvormig gewikkeld zijn rond een centrale longitudinale as 14. Een eerste fluïdum wordt door de eerste kamer 10 geleid en een tweede fluïdum wordt in tegengestelde richting door de tweede kamer 11 geleid. Een helixvormige afstandshouder 15 legt de onderlinge afstand en de kromming van de windingen in de geëmailleerde staalplaten op.

Figuur 6b geeft een variant weer van figuur 6a, waarbij een zelfde helixvormige tegenstroom-warmtewisselaar wordt getoond, maar nu voorzien van een bijkomend type van afstandhouders, die bestaan uit balkvormige of ronde stroken 8' uit teflon of een ander chemisch inert materiaal, die zich in de stromingsrichting van de fluïda uitstrekken tussen de drie helixvormig om elkaar gewikkelde en dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten 6,6',6" en zo zijn opgesteld dat de randen van de staalplaten niet in contact komen met de door de balkvormige stroken 8' afgebakende stromingskamers 10, 11.

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

Voor de vlakke uitvoeringsvorm van de tegenstroom-warmtewisselaar 7, opgebouwd uit lange, vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten 6 wordt een fluïdum (gas of vloeistof) in één richting doorheen kamers gevoerd, terwijl deze kamers gescheiden zijn van andere kamers waar doorheen een fluïdum van lagere temperatuur in de tegengestelde richting wordt gevoerd.

Beide kamers zijn slechts van elkaar gescheiden door één gemeenschappelijke wand uit dubbelzijdig geëmailleerd vlak staal, waarvan de warmtegeleidende eigenschappen zo goed zijn dat de warmte van het fluïdum van hogere temperatuur snel wordt afgegeven aan het fluïdum van lagere temperatuur.

De lengte van de vlakke warmtewisselaar kan worden aangepast aan het gewenste temperatuursverval door afkoeling of aan de beschikbare ruimte omdat de banen van dubbelzijdig geëmailleerd staal in lengtes tot 150 m naadloos geproduceerd kunnen worden.

Het warmere en koudere fluïdum kan bestaan uit een gasvormige en/of een vloeistoffase van een zelfde stof of uit twee verschillende stoffen. De hoge corrosiebestendigheid van de geëmailleerde platen laat toe ook chemisch agressieve fluïda door de warmtewisselaar te sturen.

Voor het spiraalvormige type van tegenstroom-warmtewisselaar 9 worden slechts twee dubbelzijdig geëmailleerde flexibele staalplaten 6, 6' gebruikt, waartussen twee kamers 10,11 gecreëerd worden door beide staalplaten met de randen in een afstandshouder (niet weergegeven op de figuur) te vatten, die niet alleen voor een constante afstand tussen de twee platen 6, 6' zorgt, maar deze tevens in de juiste kromming vasthoudt om de twee kamers 10,11 zodanig op te wikkelen dat ze uitmonden in twee centrale pijpen, 12a,12b die het afkoelend fluïdum, respectievelijk af te koelen fluïdum naar buiten, respectievelijk naar binnen voeren.

Via het buitenste oppervlak van de spiraalvormige warmtewisselaar wordt het afgekoelde fluïdum naar buiten gevoerd, en het afkoelend fluïdum naar binnen gevoerd.

Het spreekt voor zich dat het afkoelend fluïdum en het af te koelen fluïdum met elkaar van plaats verwisseld kunnen worden.

Voor de helixvormige uitvoeringsvorm 9' van de tegenstroom-warmtewisselaar worden slechts drie dubbelzijdig geëmailleerde flexibele staalplaten 6, 6', 6" gebruikt, waartussen twee kamers 10,11 gecreëerd worden door de staalplaten met de randen in een corrosiebestendige af standshouder 14 te vatten, die niet alleen voor een constante afstand tussen de drie platen 6, 6', 6" zorgt, maar deze tevens in de juiste helixvorm vasthoudt om de kamers 10, 11 zodanig op te wikkelen dat de wikkelingen tegen de bovenliggende wikkelingen liggen en beide kamers 10, 11 uitmonden aan het andere uiteinde van de helixvormige tegenstroom-warmtewisselaar.

Het warmere fluïdum wordt doorheen de eerste kamer 10 geleid in een eerste stroomrichting, terwijl het koudere fluïdum doorheen de tweede kamer 11 wordt geleid in een stroomrichting tegengesteld aan de eerste stroomrichting van het warmere fluïdum. Beide kamers 10 en 11 zijn slechts van elkaar gescheiden door één enkele dubbelzijdig geëmailleerde flexibele staalplaat waar doorheen het warmere fluïdum warmte overdraagt op de koudere tegenstroom van het tweede fluïdum dat de tegenstroom-warmtewisselaar instroomt aan het tegenovergestelde uiteinde van de helixvormige warmtewisselaar dan het eerste fluïdum en weer uitstroomt aan het zelfde uiteinde waar het eerste fluïdum instroomt.

Door zijn compacte bouw is de helixvormige tegenstroom-warmtewisselaar 9 ruimtebesparend, maar biedt deze toch de mogelijkheid warmte uit te wisselen over een lange en glad geëmailleerde stalen band.

Het spreekt voor zich dat het tweede fluïdum ook kan bestaan uit het eerste fluïdum dat onderaan de helix al ten dele is afgekoeld en uit de eerste kamer stroomt en teruggevoerd wordt doorheen de tweede kamer naar de

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

Claims

Conclusies.

1. - Tegenstroom-warmtewisselaar bestaande uit twee aangrenzende kamers, waarin in één kamer een fluïdum van hoge temperatuur in één richting stroomt en waarin in de andere kamer een fluïdum van lage temperatuur vloeit in de tegengestelde richting, daardoor gekenmerkt dat beide kamers gescheiden worden door een monolithische dubbelzijdig geëmailleerde vlakke staalplaat ingebrand bij temperaturen boven 500 °C.
2. - Tegenstroom-warmtewisselaar volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat meerdere exemplaren van de twee kamers met tegengestelde stroomrichting op elkaar worden geplaatst met vorming van een stapel van kamers.
3. - Tegenstroom-warmtewisselaar volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat de aanvoer voor het fluïdum in alle kamers met dezelfde stroomrichting gevoed worden door een gemeenschappelijke aanvoer en dat de afvoer voor het fluïdum in deze kamers verzameld wordt in een gemeenschappelijke afvoer.
4. - Tegenstroom-warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de monolithische dubbelzijdig geëmailleerde vlakke staalplaat met zijn randen gevat is in een corrosiebestendige afstandshouder die corrosie van de staalplaat ter hoogte van zijn randen voorkomt en een vaste afstand tot een volgende vlakke staalplaat oplegt.
5. - Tegenstroom-warmtewisselaar volgens conclusie 1 tot 3, daardoor gekenmerkt dat de vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten 6, door afstandshouders gescheiden worden, die bestaan uit balkvormige of ronde stroken uit teflon of een ander chemisch inert materiaal, die zich in de stromingsrichting van de fluïda uitstrekken tussen twee boven elkaar gestapelde vlakke dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten, en zo zijn opgesteld dat de randen van de staalplaten niet in contact komen met de inhoud van de ontstane stromingskamers.
6. - Tegenstroom-warmtewisselaar volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat die gevormd is uit een set van twee dubbelzijdig geëmailleerde stalen vlakke platen 6, 6', die flexibel zijn en die op gelijke afstand van elkaar worden opgewikkeld met vorming van twee spiraalvormige kamers 10, 11, waarbij de eerste kamer 10 uitgeeft op een centrale pijp 12a in het centrum van de warmtewisselaar en de tweede kamer 11 uitgeeft op een andere centrale pijp 12b waarbij doorheen kamer 10 een fluïdum van lagere temperatuur stroomt in centripetale richting om via de centrale pijp 12a rechtstreeks weer naar buiten te stromen langs één zijkant van de warmtewisselaar, en waarbij doorheen kamer 11 een fluïdum van hogere temperatuur stroomt in centrifugale richting en tegengesteld aan de stroomrichting van kamer 10 via een andere centrale pijp 12b die gevoed wordt door een toevoer van het warme af te koelen fluïdum langs de andere zijkant van de spiraalvormige warmtewisselaar 9, en waarbij beide stroomrichtingen alleen gescheiden zijn door één dubbelzijdig geëmailleerde staalplaat 6 of 6', waardoorheen de warmte van het warmere fluïdum aan het koudere fluïdum wordt overgedragen.
7. - Tegenstroom-warmtewisselaar volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de randen van de twee dubbelzijdig geëmailleerde stalen platen (6,6') gevat zijn in een spiraalvormige corrosiebestendige afstandshouder die corrosie van de staalplaten ter hoogte van hun randen voorkomt.
8. - Tegenstroom-warmtewisselaar volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de spiraalvormige warmtewisselaar voorzien is van afstandshouders die bestaan uit balkvormige of ronde stroken teflon of een ander chemisch inert materiaal, die zich in de stromingsrichting van de fluïda uitstrekken tussen twee boven elkaar gewikkelde spiraalvormige dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten, en zo zijn opgesteld dat de randen van de staalplaten niet in contact komen met de inhoud van de ontstane stromingskamers.
9. - Tegenstroom-warmtewisselaar (9) volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat die een helixvormige tegenstroom-warmtewisselaar 9 omvat, opgebouwd uit drie dubbelzijdig geëmailleerde flexibele stalen banden 6, 6', 6", die twee kamers begrenzen 10, 11 en helixvormig gewikkeld zijn rond een centrale longitudinale as 13. Een eerste fluïdum wordt door de eerste kamer 10 geleid en een tweede fluïdum wordt in tegengestelde richting door de tweede kamer 11 geleid en waarbij een helixvormige afstandshouder 14 de onderlinge afstand en de kromming van de windingen in geëmailleerde staalplaat oplegt.
10. - Tegenstroom-warmtewisselaar volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de randen van de drie dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten gevat zijn in een spiraalvormige corrosiebestendige afstandshouder (14) die corrosie van de staalplaten ter hoogte van hun randen voorkomt en opeenvolgende wikkelingen van de helixvormige warmtewisselaar (9') tegen elkaar laat aansluiten in de richting van de longitudinale as (13).
11. - Tegenstroom-warmtewisselaar (9) volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat de helixvormige tegenstroom-warmtewisselaar 9 voorzien is van afstandshouders die bestaan uit balkvormige of ronde stroken teflon of een ander chemisch inert materiaal, die zich in de stromingsrichting van de fluïda uitstrekken tussen twee rond elkaar gewikkelde helixvormige dubbelzijdig geëmailleerde staalplaten, en zo zijn opgesteld dat de randen van de staalplaten niet in contact komen met de inhoud van de ontstane stromingskamers.