BE1021942B1

BE1021942B1 - HEAT EXCHANGER FOR MIST GENERATOR

Info

Publication number: BE1021942B1
Application number: BE2014/0449A
Authority: BE
Inventors: Alfons Vandoninck
Original assignee: Bandit Nv
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2016-01-27
Also published as: EP2955474A1

Abstract

De uitvinding voorziet een warmtewisselaar (1) voor het vergassen van mistvloeistof in een mistgenerator, de warmtewisselaar bevattende meerdere lagen (2) met een gemeenschappelijke as en een tussenliggende ruimte (3) tussen de lagen, zo geconstrueerd dat de mistvloeistof axiaal doorheen de tussenliggende ruimte vloeit.The invention provides a heat exchanger (1) for gasifying fog liquid in a fog generator, the multi-layer heat exchanger (2) having a common axis and an intermediate space (3) between the layers, constructed so that the fog liquid passes axially through the intermediate space. flows.

Description

Warmtewisselaar voor mistgeneratorHeat exchanger for fog generator

ACHTERGROND VAN DE UITVINDINGBACKGROUND OF THE INVENTION

Een mistgenerator voor beveiligingstoepassing is normaliter technisch gebaseerd op het principe van het verstomen van een glycol (de mistvloeistol). Waarbij de verstoomde mistvloeistof via een uitgangskanaal en spuitmond in de “in te misten ruimte” uitgestoten wordt om daar dan onder atmosferische druk en kamertemperatuur onmiddellijk af te condenseren naar een verspreide aerosol-achtige mist. Deze mist beneemt het zicht en desoriënteert de crimineel.A fog generator for security use is normally technically based on the principle of the flow of a glycol (the fog fluid). Whereupon the steamed fog fluid is discharged through an exit channel and nozzle into the "space to be missed" and then immediately condenses there under atmospheric pressure and room temperature to a dispersed aerosol-like fog. This fog obscures the view and disorientes the criminal.

Om de temperatuur van de mistvloeistof van kamer- tot verstoomtemperatuur (~250°C) te verhogen is 0.8 tot 1 kJ nodig per ml. (afhankelijk van de toegepaste formulatie van de mistvloeistof oa. het watergehalte). De warmtestroming naar de overdrachtoppervlakken van de verstoomkanalen/doorgangen wordt hoofdzakelijk voorzien via thermische geleiding. Een warmtewisselaar zijn ingang is gekoppeld aan een mistvloeistof reservoir, waarbij op het gewenste moment (mistuitstoot) deze mistvloeistof door overdruk in de ingang van de warmtewisselaar wordt ingespoten. Deze overdruk kan worden gegenereerd door: a) een mechanische pomp en/of potentiële elastische energie (opgespannen veer tegen een zuiger) b) drijfdruk door gecomprimeerd of vloeibaar (dampspanning drijfgas) drijfgas, en/of c) drijfdruk door gas gegenereerd als resultaat van een chemische reactie of kettingreactie.To raise the temperature of the fog fluid from room temperature to steaming temperature (~ 250 ° C), 0.8 to 1 kJ per ml is required. (depending on the formulation of the fog fluid used, including the water content). The heat flow to the transfer surfaces of the steam channels / passages is mainly provided via thermal conduction. A heat exchanger's inlet is coupled to a fog fluid reservoir, whereby at the desired moment (fog ejection) this fog fluid is injected into the heat exchanger entrance through overpressure. This overpressure can be generated by: a) a mechanical pump and / or potential elastic energy (tensioned spring against a piston) b) propulsion pressure by compressed or liquefied propellant gas vapor pressure propellant gas, and / or c) propulsion pressure generated by gas as a result of a chemical reaction or chain reaction.

Een warmtewisselaar in een mistgenerator voor beveiligingstoepassing wordt gekenmerkt door: - Een component waarin warmte (joules) wordt opgeslagen door zijn warmtecapaciteit C (bv. staal: ~0.46J/°C per g) en/of eventueel latente stollingswarmte van een fase-overgangmedium (zie bijvoorbeeld de warmtewisselaar beschreven in EP2259004) - De temperatuur van de warmtewisselaar, minstens ter hoogte van de uitgang, is hoger dan het kookpunt van de te verstomen mistvloeistof. - De verwarming van de warmtewisselaar tot de gewenste temperatuur gebeurt regulier via Joules- overdracht vanuit een elektrische weerstandsdraad. - De overdracht van Joules gebeurt intensief tussen de inwendige kanalen en/of vrije doorgangen van de warmtewisselaar en de doorstromende mistvloeistof. - Alle verstoomde mistvloeistof wordt via een uitgangskanaal en spuitmond in de “in te misten ruimte” uitgestoten om daar dan onder atmosferische druk en kamertemperatuur onmiddellijk af te condenseren naar een verspreide aersol-achtige mist.A heat exchanger in a fog generator for security application is characterized by: - A component in which heat (joules) is stored by its heat capacity C (eg steel: ~ 0.46J / ° C per g) and / or any latent solidification heat of a phase transition medium (see, for example, the heat exchanger described in EP2259004) - The temperature of the heat exchanger, at least at the level of the outlet, is higher than the boiling point of the mist liquid to be steamed. - The heat exchanger is heated to the desired temperature regularly via Joules transfer from an electrical resistance wire. - The transfer of Joules takes place intensively between the internal channels and / or free passages of the heat exchanger and the flowing fog fluid. - All steamed fog fluid is discharged through an outlet channel and nozzle into the “space to be missed” to immediately condense there under atmospheric pressure and room temperature to a dispersed aerosol-like fog.

Het mistgeneratievermogen (debiet ml/sec) van een warmtewisselaar is sterk afhankelijk van de mistvloeistof voedingsdruk aangeboden aan zijn ingang en zijn design. In mistgeneratoren volgens de stand-der-techniek is de warmtewisselaar voorzien van een kanaal of enkele kanalen die op hoge temperatuur gehouden wordt (Fig. 1). De mistvloeistof wordt verstoomd door deze door het warme kanaal te drijven. Vanzelfsprekend is de snelheid van mistvorming cruciaal voor mistgeneratoren voor beveiligingstoepassingen. De huidige vernieuwingen in het veld zijn dan ook gericht op het verhogen van de snelheid waarmee mist gegenereerd wordt (zowel de snelheid van de start van mistvorming als het volume mist dat wordt uitgestoten per seconde). Zo wordt in PCT/EP2013/078112 een mistgenerator voorgesteld waarin de mistvloeistof wordt uitgestuwd door middel van de gasgeneratie vanuit een pyrotechnische stof. De mistvloeistof kan ook worden uitgedreven door een gecomprimeerd/vloeibaardrijfgas onder hoge druk (bv. 80 bar). Er is echter vastgesteld dat de warmtewisselaars volgens de stand-van-techniek niet optimaal werken voor het dergelijk, als het ware explosief, inpersen van de mistvloeistof. Doordat het debiet aan mistvloeistof al snel 10x groter is dan in de huidige toestellen, kunnen dergelijke warmtewisselaars de vloeistof niet volledig verstomen, meestal omdat tijdens de doorstromingsperiode van de mistvloeistof er in de warmtewisselaar niet voldoende optimaal overdraagbare Joules beschikbaar waren ter hoogte van een warmte-overdraagoppervlak. Bijgevolg wordt niet enkel gas, maar ook mede mistvloeistof uitgestoten via de uitgang. Immers, de warmtestroming via geleiding heeft amper de tijd om een weg af te leggen (de thermische gradiënt) van meerdere millimeters door de snelle doorstroming van de mistvloeistof. PCT/EP2013/078112 biedt hieraan een oplossing door het aanbieden van een plaatjeswarmtewisselaar met labyrint-design (Fig. 2), deze ontwikkeling maakt een snelle warmte-overdacht mogelijk maar vormt ook een relatief grote dynamische weerstand (wegens de relatief lange af te leggen weg van de te verstomen vloeistof). Een drukval tussen de in- en uitgang van de warmtewisselaar van 50 bar is te verwachten bij een debiet van 100 ml mistvloeistof per seconde. Hoewel deze drukval op zich niet zo problematisch is, door de hoge initiële druk (80 bar en hoger), heeft deze warmtewisselaar nog een aantal nadelen. Zo is de warmtewisselaar omslachtig om te produceren. Zo moeten de plaatjes worden voorgevormd en individueel aan elkaar worden vastgelast.The fog generation capacity (flow rate ml / sec) of a heat exchanger is highly dependent on the fog fluid supply pressure offered at its entrance and its design. In prior art fog generators, the heat exchanger is provided with a channel or a few channels that are kept at a high temperature (Fig. 1). The fog fluid is steamed by driving it through the warm channel. Naturally, the speed of fog formation is crucial for fog generators for security applications. The current innovations in the field are therefore aimed at increasing the speed at which mist is generated (both the speed of the start of misting and the volume of mist emitted per second). For example, in PCT / EP2013 / 078112 a fog generator is proposed in which the fog fluid is expelled by means of gas generation from a pyrotechnic substance. The fog fluid can also be expelled by a compressed / liquefied propellant gas under high pressure (eg 80 bar). However, it has been established that the prior art heat exchangers do not function optimally for such, as it were, explosive pressing of the mist liquid. Because the flow rate of fog fluid is quickly 10 times greater than in current devices, such heat exchangers cannot completely drain the fluid, usually because during the flow period of the fog fluid there were not sufficiently optimally transferable Joules available in the heat exchanger at the level of a heat sink. transfer surface. Consequently, not only gas, but also mist liquid is emitted via the exit. After all, the heat flow via conduction hardly has time to cover a path (the thermal gradient) of several millimeters due to the rapid flow of the fog fluid. PCT / EP2013 / 078112 offers a solution to this by offering a plate heat exchanger with a labyrinth design (Fig. 2), this development allows a fast heat transfer but also forms a relatively large dynamic resistance (due to the relatively long distance to be covered) away from the liquid to be steamed). A pressure drop between the input and output of the heat exchanger of 50 bar is to be expected at a flow rate of 100 ml of fog fluid per second. Although this pressure drop is not that problematic in itself, due to the high initial pressure (80 bar and higher), this heat exchanger still has a number of disadvantages. The heat exchanger, for example, is cumbersome to produce. For example, the plates must be preformed and individually welded together.

Een nog groter probleem bleek echter het trekken van de plaatjes wegens de optelling van alle kleine vervormingen tijdens en na het nakrimpen van de gelaste onderdelen. Zelfs onder een axiale pers is de som van al de ongewenste vervormingen moeilijk onder controle te houden, dit versterkt door de onbeheersbare vervorming wegens de snelle overgang van warm naar koud van de “eerst geplaatste plaatjes tov. de ingang" tijdens het inspuiten van de koude vloeistof tot onvoorpelbaar klikken. Bovendien is het bijzonder kostelijk en moeilijk om de warmtewisselaar op een corrosiebestendige manier uit te voeren. Dit is net van groot belang voor een warmtewisselaar in een mistgenerator, gezien de hoge temperaturen en de intredende zuurstof vanuit de atmosferische omgeving (normaliter intredend vanuit de spuitmond of als resultaat van beschikbare zuurstof uit de thermische eindreactie), met als gevolg de “corrosieve" zuurtegraad van de gebruikte vloeistoffen hun thermische afbraakproducten.An even greater problem, however, was the drawing of the plates due to the addition of all small deformations during and after crimping the welded parts. Even under an axial press, the sum of all the unwanted deformations is difficult to control, this reinforced by the uncontrollable deformation due to the rapid transition from hot to cold from the first placed plates to. the inlet "during the injection of the cold liquid to unpredictable clicks. Moreover, it is very expensive and difficult to carry out the heat exchanger in a corrosion-resistant manner. This is of great importance for a heat exchanger in a fog generator, in view of the high temperatures and the incoming oxygen from the atmospheric environment (normally entering from the nozzle or as a result of available oxygen from the thermal end reaction), resulting in the "corrosive" acidity of the liquids used and their thermal degradation products.

Er is bijgevolg een noodzaak aan een warmtewisselaar voor een mistgenerator die een groot debiet aan mistvloeistof volledig kan verstomen, dewelke bestand is tegen een hoge bedrijfedruk, die eenvoudig te produceren is aan een lage kost en die naar behoren corrosiebestendig kan worden uitgevoerd.There is, therefore, a need for a fog generator heat exchanger that can fully flow a large flow of fog fluid, which can withstand high operating pressures, is easy to produce at a low cost, and can be properly corrosion resistant.

BESCHRIJVING VAN DE UITVINDINGDESCRIPTION OF THE INVENTION

De warmtewisselaar voor het vergassen van mistvloeistof in een mistgenerator volgens de uitvinding bevat meerdere lagen met een gemeenschappelijke as en een tussenliggende ruimte tussen de lagen, zo geconstrueerd dat de mistvloeistof axiaal doorheen de tussenliggende ruimte vloeit. Bij voorkeur is de dikte van de lagen groter dan de dikte van de tussenliggende ruimte. In een bepaalde uitvoeringsvorm ligt de ratio van de dikte van de tussenliggende ruimte en de dikte van de lagen tussen 1:2 en 1:50. In een bijzondere uitvoeringsvorm hebben de lagen een dikte tussen 0.1 mm en 5 mm.The heat exchanger for gasifying mist liquid in a mist generator according to the invention comprises several layers with a common axis and an intermediate space between the layers, so constructed that the mist liquid flows axially through the intermediate space. The thickness of the layers is preferably greater than the thickness of the intervening space. In a particular embodiment, the ratio of the thickness of the intervening space and the thickness of the layers is between 1: 2 and 1:50. In a special embodiment, the layers have a thickness between 0.1 mm and 5 mm.

De lagen zijn opgebouwd uit een warmtebehoudend materiaal. In een bepaalde uitvoeringsvorm bevatten de lagen een metalen kern, zoals staal, ijzer, koper, aluminium, of metalen legeringen. In een verdere uitvoeringsvorm bestaan de lagen tenminste gedeeltelijk uit een corrosiebestendig materiaal. Zo kan corrosie bijvoorbeeld vermeden worden door het aanbrengen van een corrosiewerende laag op een stalen of koperen laag, of kunnen de lagen gedeeltelijk of volledig bestaan uit roestvrij staal of keramische of koolstofbehoudende materialen, in het bijzonder roestvrij staal. Bij voorkeur zijn de lagen niet hol.The layers are made of a heat-retaining material. In a particular embodiment, the layers contain a metal core, such as steel, iron, copper, aluminum, or metal alloys. In a further embodiment, the layers consist at least partially of a corrosion-resistant material. For example, corrosion can be avoided by applying a corrosion-resistant layer to a steel or copper layer, or the layers may consist partly or completely of stainless steel or ceramic or carbon-containing materials, in particular stainless steel. The layers are preferably not hollow.

De warmtewisselaar volgens de uitvinding bevat bij voorkeur een ingang voor de mistvloeistof aan een eerste axiaal uiteinde van de lagen en een uitgang voor vergaste mistvloeistof aan een tweede tegenoverliggend axiaal uiteinde.The heat exchanger according to the invention preferably comprises an entrance for the fog liquid at a first axial end of the layers and an exit for gasified fog liquid at a second opposite axial end.

Er zijn verschillende manieren om lagen te bekomen met een tussenliggende ruimte. Een praktische uitvoeringsvorm maakt gebruik van spacers die de tussenliggende ruimte bepalen. Bij voorkeur zijn de spacers bevestigd aan of maken ze deel uit van de lagen.There are different ways to obtain layers with an intermediate space. A practical embodiment uses spacers that determine the intervening space. The spacers are preferably attached to or form part of the layers.

In een andere uitvoeringsvorm bevinden de lagen zich in een behouder en is het inwendig volume van de behouder voor meer dan 50%, in het bijzonder voor meer dan 70%, meer in het bijzonder voor meer dan 80%, gevuld door de lagen. Bij voorkeur bevat de warmtewisselaar volgens de uitvinding bovendien een verdelingsmiddel. Het verdelingsmiddel verdeelt/verspreid de mistvloeistof over de sectie nabij de ingang van de warmtewisselaar. Eender welk verdelingsmiddel kan gebruikt worden. Zo kan de ingang van de warmtewisselaar zo uitgewerkt worden dat de inkomende vloeistof over meerdere kanalen verspreid wordt en/of kan er een verdeelplaat zijn waarin gaatjes voor een uniforme verspreiding zorgen. Het is eveneens mogelijk om bv. een laag pareltjes te voorzien waartussen de mistvloeistof verspreid wordt en zo op een meer homogene manier tussen de lagen vloeit.In another embodiment, the layers are in a container and the internal volume of the container is filled by more than 50%, in particular more than 70%, more in particular more than 80%, by the layers. The heat exchanger according to the invention preferably also comprises a distributing agent. The distributing agent distributes / spreads the fog fluid over the section near the entrance of the heat exchanger. Any distribution agent can be used. For example, the inlet of the heat exchanger can be worked out in such a way that the incoming liquid is spread over several channels and / or there can be a distribution plate in which holes ensure uniform distribution. It is also possible, for example, to provide a layer of pearls between which the mist liquid is dispersed and thus flows between the layers in a more homogeneous manner.

Gelijkaardig aan het verdelingsmiddel dat zich in de nabijheid van de ingang van de warmtewisselaar bevindt, is het ook mogelijk om collectiemiddelen te voorzien in de nabijheid van de uitgang. De collectiemiddelen kunnen helpen in het collecteren van al het gevormde gas in bv. één uitgangskanaal in de warmtewisselaar.Similar to the distribution means located in the vicinity of the entrance of the heat exchanger, it is also possible to provide collection means in the vicinity of the exit. The collection means can assist in collecting all the gas formed in, for example, one outlet channel in the heat exchanger.

In een andere voorkeursuitvoering, bevat de warmtewisselaar volgens de uitvinding bovendien inerte kralen. De inerte kralen kunnen uit eender welk materiaal gemaakt worden, zolang ze compatibel zij met de druk en temperatuur in de warmtewisselaar en met het contact met de mistvloeistof. Ze kunnen bijvoorbeeld uit thermoresistente kunststof of keramische- of koolstofbehoudende materialen gemaakt zijn, of uit materialen die meer bijdragen aan de warmtecapaciteit van de warmtewisselaar, zoals bv. metaal. In een voorkeursvorm bestaan ze uit corrosiebestendig metaal, zoals roestvrij staal. In een voorkeursuitvoering is de gemiddelde diameter van de kralen groter dan de dikte van de tussenliggende ruimte.In another preferred embodiment, the heat exchanger according to the invention additionally contains inert beads. The inert beads can be made from any material as long as they are compatible with the pressure and temperature in the heat exchanger and with the contact with the fog fluid. For example, they may be made from thermoresistent plastic or ceramic or carbon-containing materials, or from materials that contribute more to the heat capacity of the heat exchanger, such as, for example, metal. In a preferred form, they consist of corrosion-resistant metal, such as stainless steel. In a preferred embodiment, the average diameter of the beads is greater than the thickness of the intervening space.

In een bijzondere uitvoeringsvorm bestaan de lagen uit meerdere buizen met een verschillend intern volume. Zo kunnen de lagen bestaan uit meerdere cilindrische buizen met een verschillende diameter. Daarnaast is het eveneens mogelijk om gebruik te maken van bv. drie-, vier- of meerhoekige buizen met een verschillend intern volume. Zodoende vormen de (concentrische) wanden van de buizen de meerdere lagen met een gemeenschappelijke as en ontstaat een tussenliggende ruimte tussen de buizen waartussen de vloeistof axiaal kan stromen.In a special embodiment, the layers consist of several tubes with a different internal volume. The layers can thus consist of several cylindrical tubes with a different diameter. In addition, it is also possible to use eg triangular, quadrangular or polygonal tubes with a different internal volume. Thus, the (concentric) walls of the tubes form the multiple layers with a common axis and an intermediate space is created between the tubes between which the liquid can flow axially.

Bij voorkeur bestaan de lagen uit spiraalwindingen van een opgerolde (spiraalvormige) plaat. Deze uitvoeringsvorm heeft bovendien het voordeel dat ze zeer eenvoudig geproduceerd kan worden. De huidige uitvinding eveneens een methode voor het produceren van een dergelijke warmtewisselaar, de methode omvattende: - het oprollen van een plaat in spiraalvorm met het vormen van een tussenliggende ruimte tussen de spiraalwindingen, en - het inbrengen van de spiraalvormige plaat in een behuizing, zodat mistvloeistof axiaal doorheen de tussenliggende ruimte kan stromen.The layers preferably consist of spiral windings of a rolled (spiral-shaped) plate. This embodiment also has the advantage that it can be produced very easily. The present invention also a method for producing such a heat exchanger, the method comprising: - rolling up a spiral plate with forming an intermediate space between the spiral turns, and - inserting the spiral plate into a housing such that fog fluid can flow axially through the intervening space.

Bij voorkeur omvat de methode eveneens het aanbrengen van spacers op de plaat alvorens het oprollen in spiraalvorm.Preferably, the method also comprises applying spacers to the plate before rolling it up in a spiral form.

Daarnaast voorziet de huidige uitvinding een methode om een dichte, ondoorzichtige mist te genereren, de methode omvattende de volgende stappen: - het opwarmen van de warmtewisselaar volgens de uitvinding; - het inbrengen van mistvloeistof in de warmtewisselaar via een ingang in de warmtewisselaar, waardoor de mistvloeistof axiaal doorheen de tussenliggende ruimte tussen de lagen stroomt en wordt omgezet in zijn gasvorm; en - het laten uitstromen van het bekomen gas via een uitgang van de warmtewisselaar waardoor het een dichte, ondoorzichtige mist genereert zodra het in de omgeving komt.In addition, the present invention provides a method for generating a dense, opaque mist, the method comprising the steps of: heating the heat exchanger according to the invention; - introducing mist liquid into the heat exchanger via an entrance in the heat exchanger, whereby the mist liquid flows axially through the intermediate space between the layers and is converted into its gas form; and - allowing the obtained gas to flow out via an outlet of the heat exchanger, as a result of which it generates a dense, opaque mist as soon as it enters the environment.

De huidige uitvinding voorziet bovendien een mistgenerator omvattende een warmtewisselaar zoals hier beschreven. Verder voorziet de huidige uitvinding eveneens een mistgenerator omvattende een reservoir dat een mistgenererende vloeistof bevat en een warmtewisselaar volgens een van de uitvoeringsvormen van de huidige vinding. Het reservoir voor de mistgenererende vloeistof kan zowel vervangbaar als onvervangbaar in de mistgenerator zijn ingewerkt.The present invention furthermore provides a fog generator comprising a heat exchanger as described herein. Furthermore, the present invention also provides a fog generator comprising a reservoir containing a fog generating fluid and a heat exchanger according to one of the embodiments of the present invention. The reservoir for the fog-generating fluid can be incorporated both replaceable and irreplaceable in the fog generator.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Fig. 1: Mistgenerator volgens de stand-van-techniek (beschreven in EP1985962)FIG. 1: State-of-the-art fog generator (described in EP1985962)

Fig. 2: Verbeterde mistgenerator beschreven in PCT/EP2013/078112 (niet stand-van-techniek)FIG. 2: Improved fog generator described in PCT / EP2013 / 078112 (not state of the art)

Fig. 3: Mistgenerator volgens de uitvinding: Doorsnede van de warmtewisselaar langs de as (12) van de lagen.FIG. 3: Fog generator according to the invention: Cross section of the heat exchanger along the axis (12) of the layers.

Fig. 4: Mistgenerator volgens de uitvinding: A. Doorsnede van de warmtewisselaar dwars op de as van de lagen (2). B. Vergroting van het aangeduide deel van A.FIG. 4: Fog generator according to the invention: A. Cross section of the heat exchanger transverse to the axis of the layers (2). B. Enlargement of the indicated part of A.

Fig. 5: Lagen met spacers. Zijaanzicht van een laag (2) waarop spacers (8) zijn aangebracht in een patroon. De stroomrichting van de mistvloeistof is aangegeven met een pijl.FIG. 5: Layers with spacers. Side view of a layer (2) on which spacers (8) are arranged in a pattern. The direction of flow of the fog fluid is indicated by an arrow.

Fig. 6,7 en 8: Lagen met spacers. Doorsnede van lagen (2) van de warmtewisselaar volgens de uitvinding met spacers (8) die een tussenliggende ruimte (3) tussen de lagen bepalen. Verschillende uitvoeringsvormen van de spacers (8) zijn weergegeven in figuren 6, 7 en 8.FIG. 6,7 and 8: Layers with spacers. Cross-section of layers (2) of the heat exchanger according to the invention with spacers (8) defining an intermediate space (3) between the layers. Different embodiments of the spacers (8) are shown in Figures 6, 7 and 8.

Zoals hierin reeds beschreven, bevat een mistgenerator volgens de stand-van-techniek (Fig. 1) een reservoir (A) met daarin mistgenererende vloeistof (B). Deze vloeistof wordt gestuwd, bv. door een pomp of een drijfgas (C) naar een warmtewisselaar (D) die bestaat uit een kana(a)l(en) (E) omgeven door een warmtebehoudend materiaal dat opgewarmd is door een verwarmingselement (F). Bij het doorstromen door het kana(a)l(en) wordt de vloeistof omgezet in zijn gasfase. Op die manier wordt een dichte mist gevormd bij het uitstoten van het gas door de daaropvolgende condensatie ervan in de atmosfeer.As already described herein, a prior art fog generator (Fig. 1) includes a reservoir (A) with fog-generating fluid (B) therein. This liquid is propelled, for example, by a pump or propellant gas (C) to a heat exchanger (D) consisting of a channel (s) (E) surrounded by a heat-containing material that is heated by a heating element (F ). When flowing through the channel (s), the liquid is converted to its gas phase. In this way, a dense fog is formed when the gas is emitted due to its subsequent condensation in the atmosphere.

Een verbeterde warmtewisselaar, die beter kan omgaan met de hoge debieten nodig voor een hoger debiet aan mistvloeistofvergassing, wordt voorgesteld in Fig. 2 (PCT/EP2013/078112). Hierin bevindt zich eveneens een reservoir (A) met mistgenererende vloeistof (B). Deze wordt gestuwd door gas gegenereerd na de ontsteking van een pyrotechnische stof (H). De warmtewisselaar (D) bestaat uit meerdere gestapelde plaatjes (G). De plaatjes hebben een doorgang (I). Door de geschakelde stapeling van deze doorgangen, dient de mistvloeistof een “labyrint-weg” af te leggen. Aldus komt de vloeistof uitgebreid in contact met praktisch de totale oppervlakte van de hete plaatjes en wordt deze zo omgezet in zijn gasvorm. De warmtewisselaar uit PCT/EP2013/078112 wordt gekenmerkt door volgende gegevens: ongeveer 70% van de inwendige ruimte wordt opgevuld door de plaatjes (193 ml plaatjes tov 82 ml vrij volume) en er is een rakend oppervlak tussen de plaatjes en de doorstromende vloeistof van ongeveer 11 dm2 (oppervlak beschikbaar voor warmteuitwisseling).An improved heat exchanger, which can better handle the high flow rates required for a higher flow rate of mist liquid gasification, is shown in FIG. 2 (PCT / EP2013 / 078112). This also contains a reservoir (A) with fog-generating liquid (B). This is propelled by gas generated after the ignition of a pyrotechnic substance (H). The heat exchanger (D) consists of several stacked plates (G). The plates have a passage (I). Due to the switched stacking of these passages, the fog fluid must travel a "labyrinth path". The liquid thus comes into extensive contact with practically the total surface of the hot plates and is thus converted into its gas form. The heat exchanger from PCT / EP2013 / 078112 is characterized by the following data: approximately 70% of the internal space is filled by the plates (193 ml plates compared to 82 ml free volume) and there is a touching surface between the plates and the liquid flowing through approximately 11 dm2 (surface available for heat exchange).

Figuren 3 en 4 tonen een bepaalde uitvoeringsvorm van de warmtewisselaar volgens de uitvinding (1). De warmtewisselaar (1) bevat meerdere lagen (2) met een gemeenschappelijke as (12) en een tussenliggende ruimte (3) tussen de lagen. De warmtewisselaar bevat een ingang (4) voor de mistvloeistof en een uitgang (5) voor de vergaste mistvloeistof. De lagen bestaan uit een temperatuurbehoudend materiaal, bv. metaal. Door deze op hoge temperatuur te brengen (boven het kookpunt van de mistvloeistof, bv. 250 °C), zal de mistvloeistof vergassen wanneer deze van de ingang (4) axiaal doorheen de tussenliggende ruimte naar de uitgang (5) stroomt.Figures 3 and 4 show a specific embodiment of the heat exchanger according to the invention (1). The heat exchanger (1) comprises several layers (2) with a common axis (12) and an intermediate space (3) between the layers. The heat exchanger contains an input (4) for the fog fluid and an output (5) for the gasified fog fluid. The layers consist of a temperature-retaining material, e.g. metal. By bringing it to a high temperature (above the boiling point of the fog liquid, for example 250 ° C), the fog liquid will gasify as it flows axially through the intermediate space to the exit (5) from the entrance (4).

Bij voorkeur is de dikte van de lagen groter dan de dikte van de tussenliggende ruimte. In een bijzondere uitvoeringsvorm ligt de ratio tussen de dikte van de tussenliggende ruimte en de dikte van de lagen tussen 1:2 en 1:50, in het bijzonder tussen 1:3 en 1:30, meer in het bijzonder tussen 1:4 en 1:20. In een andere bijzondere uitvoeringsvorm is de ratio tussen de dikte van de tussenliggende ruimte en de dikte van de lagen ongeveer 1:10. De lagen hebben bij voorkeur een dikte van minder dan 5 mm, in het bijzonder minder dan 3mm, meer in het bijzonder minder dan 2 mm. In een bijzondere uitvoeringsvorm is de dikte van de laag 0.1 mm of groter, in het bijzonder groter dan 0.2 mm. Bij voorkeur hebben lagen een dikte tussen 0.1 mm en 5 mm. De dikte van de tussenliggende ruimte is bij voorkeur kleiner dan 1 mm, in het bijzonder kleiner dan 0.5 mm, meer in het bijzonder kleiner dan 0.3 mm. In een bijzondere uitvoeringsvorm is de dikte van de tussenliggende ruimte ongeveer 0.05 mm. In een bepaalde uitvoeringsvorm bevat de warmtewisselaar volgens de uitvinding minstens 5 lagen, in het bijzonder minstens 10 lagen, meer in het bijzonder minstens 15 lagen. Bij voorkeur bevat de warmtewisselaar volgens de uitvinding minstens 20 lagen. Eén van de voordelen van de warmtewisselaar volgens de uitvinding is de hoge vullingsratio (de grote hoeveelheid warmtebehoudend materiaal per intern volume van de behouder) gekoppeld aan een zeer groot oppervlak voor warmtewisseling en tegelijk een lage dynamische drukval.The thickness of the layers is preferably greater than the thickness of the intervening space. In a special embodiment the ratio between the thickness of the intermediate space and the thickness of the layers is between 1: 2 and 1:50, in particular between 1: 3 and 1:30, more in particular between 1: 4 and 1:20. In another particular embodiment, the ratio between the thickness of the intervening space and the thickness of the layers is approximately 1:10. The layers preferably have a thickness of less than 5 mm, in particular less than 3 mm, more in particular less than 2 mm. In a special embodiment, the thickness of the layer is 0.1 mm or greater, in particular greater than 0.2 mm. Layers preferably have a thickness between 0.1 mm and 5 mm. The thickness of the intermediate space is preferably smaller than 1 mm, in particular smaller than 0.5 mm, more in particular smaller than 0.3 mm. In a special embodiment the thickness of the intermediate space is approximately 0.05 mm. In a particular embodiment, the heat exchanger according to the invention comprises at least 5 layers, in particular at least 10 layers, more in particular at least 15 layers. The heat exchanger according to the invention preferably comprises at least 20 layers. One of the advantages of the heat exchanger according to the invention is the high filling ratio (the large amount of heat-containing material per internal volume of the container) coupled to a very large surface for heat exchange and at the same time a low dynamic pressure drop.

Stel een uitvoeringsvorm zoals weergegeven in Fig. 2 met een centrale volle metalen staaf (6) van 16 mm diameter, een behouder (7) met een binnendiameter van 54 mm en een lengte van 140 mm. Indien de behouder volledig gevuld zou zijn met staal met een soortelijk gewicht van 7.8 kg/l, dan is het gewicht van deze solide staaf: π * (54 mm / 2)2 * 140 mm = 0.320 I => 2.5 kg staalSet an embodiment as shown in FIG. 2 with a central solid metal bar (6) of 16 mm diameter, a holder (7) with an inner diameter of 54 mm and a length of 140 mm. If the container were completely filled with steel with a specific weight of 7.8 kg / l, then the weight of this solid bar is: π * (54 mm / 2) 2 * 140 mm = 0.320 I => 2.5 kg steel

Bij de uitvoeringsvorm zoals weergegeven in Fig. 2 is:In the embodiment as shown in FIG. 2 is:

Het gewicht van de centrale staaf: π * (16 mm/2)2 * 140 mm = 0.028 I => 0.218 kg staal en een spiraalvormige plaat van 3843 mm met een dikte van 0.5 mm: 3843 mm * 140 mm * 0.5 mm = 0.269 I => 2.1 kg staalThe weight of the central bar: π * (16 mm / 2) 2 * 140 mm = 0.028 I => 0.218 kg of steel and a 3843 mm spiral plate with a thickness of 0.5 mm: 3843 mm * 140 mm * 0.5 mm = 0.269 I => 2.1 kg of steel

Dus de vulratio van een uitvoering zoals voorgesteld in fig. 2 in vergelijking met een solide volle staaf is: (0.218 kg + 2.1 kg) ten opzichte van 2.5 kg = 92 %So the filling ratio of an embodiment as shown in Fig. 2 compared to a solid full bar is: (0.218 kg + 2.1 kg) compared to 2.5 kg = 92%

In het bovenstaande voorbeeld is de doorlaatsectie van de tussenliggende ruimte 182.15 mm2 (3843 mm * 0.5 mm), wat overeenkomt met een (lege) buis van 15.6 mm. Gezien de tussenliggende ruimte smal is, zal de viskeuze doorstromingsweerstand groter zijn, maar de dynamische drukval bij een debiet van 70 ml/sec blijft verwaarloosbaar.In the above example, the passage section of the intermediate space is 182.15 mm 2 (3843 mm * 0.5 mm), which corresponds to an (empty) tube of 15.6 mm. Since the space in between is narrow, the viscous flow resistance will be greater, but the dynamic pressure drop at a flow rate of 70 ml / sec remains negligible.

Ter vergelijking met de warmtewisselaar voorgesteld in PCT/EP2013/078112 (zie fig. 2 van de huidige aanvraag):For comparison with the heat exchanger proposed in PCT / EP2013 / 078112 (see fig. 2 of the current application):

Het is dus duidelijk dat de warmtewisselaar volgens de uitvinding op eenvoudige wijze een zeer hoge vuiïmgsratio en een bijzonder hoog oppervlakte voor warmtewisseling toelaat.It is thus clear that the heat exchanger according to the invention permits a very high dirt ratio and a particularly high surface area for heat exchange in a simple manner.

Als voorbeeld kan een spiraalvormige plaat van 3843 mm genomen worden met een breedte van 110 mm en een dikte van 0.5 mm. Indien deze in roestvrij staal wordt uitgevoerd (bv. AISI 430), heeft deze een thermische geleidbaarheid van 25 W/m.K bij een delta(T) van 100 °C. Voor één zijde van de plaat (halve dikte), is het beschikbaar vermogen dus:A 3843 mm spiral plate with a width of 110 mm and a thickness of 0.5 mm can be taken as an example. If it is made of stainless steel (eg AISI 430), it has a thermal conductivity of 25 W / m.K at a delta (T) of 100 ° C. For one side of the plate (half thickness), the available power is therefore:

Voor de 2 zijden samen is dit dus 8454600 W. Gezien er ongeveer 900 Joule (W.s) nodig is om 1 ml mistvloeistof the verstomen, wil dit zeggen dat een dergelijke warmtewisselaar theoretisch in staat is om 150 ml mistvloeistof te verstomen in minder dan een tiende van een seconde. Een dergelijke hoeveelheid mistvloeistof volstaat dan weer om een ruimte van 150 m3 volledig te vullen met een ondoorzichtige mist.For the 2 sides together this is therefore 8454600 W. Given that approximately 900 Joules (Ws) is required to flow 1 ml of fog fluid, this means that such a heat exchanger is theoretically able to flow 150 ml of fog fluid in less than one tenth of a second. Such an amount of fog fluid is then sufficient to completely fill a space of 150 m3 with an opaque fog.

Er zijn verschillende productiemethodes om een warmtewisselaar volgens de uitvinding te bekomen. In een specifieke uitvoeringsvorm bestaan de lagen uit meerdere buizen met een verschillend intern volume. Zo kunnen bijvoorbeeld ronde, driehoekige, vierhoekige,... buizen met een verschillend intern volume concentrisch over elkaar worden geschoven en gefixeerd (bv. door het gebruik van metalen fixeerlippen of het vastlassen aan een fixeermiddel aan één of beide axiale uiteinden van de buizen. In een andere uitvoeringsvorm bestaan de lagen uit de spiraalwindingen van een spiraalvormige plaat. In dit geval kan bv. een plaat worden opgerold in spiraalvorm en worden ingebracht in een behuizing. Gezien de eenvoud van productie van een dergelijke warmtewisselaar, is de warmtewisselaar met de spiraalvormige plaat de voorkeursuitvoeringsvorm. De eenvoudigste wijze van productie is als op te rollen materiaal te kiezen voor een metalen plaat met een hoge elasticiteitswaarde (bv. verenstaai). De plaat wordt strak opgerold en ingebracht in de behouder (7) die een iets grotere diameter heeft dan de diameter van de opgerold plaat. Na het inbrengen zal de spiraal zich deels afrollen, waardoor een gelijkmatige tussenliggende ruimte ontstaat tussen de spiraalwindingen van de plaat. Het is mogelijk om de plaat bijkomend te fixeren door deze bv. vast te lassen aan een fixeermiddel aan één of beide axiale uiteinden van de spiraalvormige plaat of op te vullen met een poreus (vloeistof-gasdoorlatend) permanent opvulmiddel zoals kleine kraaltjes..There are various production methods for obtaining a heat exchanger according to the invention. In a specific embodiment, the layers consist of several tubes with a different internal volume. For example, round, triangular, quadrangular, ... tubes with a different internal volume can be concentrically slid over each other and fixed (for example by using metal fixation lips or welding to a fixer on one or both axial ends of the tubes). In another embodiment, the layers consist of the spiral windings of a spiral plate, in which case, for example, a plate can be rolled up in a spiral form and inserted into a housing In view of the simplicity of production of such a heat exchanger, the heat exchanger with the spiral The simplest method of production is to choose a metal plate with a high elasticity value (eg spring steel) as the material to be rolled up.The plate is tightly rolled up and inserted into the holder (7) which has a slightly larger diameter then the diameter of the rolled plate After insertion, the coil will partially unroll, causing a geli Regular intermediate space is created between the spiral windings of the plate. It is possible to additionally fix the plate by, for example, welding it to a fixer on one or both axial ends of the spiral plate or filling it with a porous (liquid-gas-permeable) permanent filler such as small beads.

In een bepaalde uitvoeringsvorm wordt de dikte van de tussenliggende ruimte bepaald door spacers (8). Bij voorkeur zijn de spacers bevestigd aan of maken ze deel uit van de lagen. Zo kunnen spacers aangebracht worden aan de buizen of op een plaat die in spiraalvorm wordt gewikkeld. De spacers laten toe om zeer nauwkeurig en gelijkmatig de dikte van de tussenliggende ruimte te bepalen en kunnen de lagen ten opzichte van elkaar fixeren. Het is mogelijk om verwijderbare spacers te gebruiken om de lagen ten opzichte van elkaar te positioneren tijdens de productie en de spacers erna te verwijderen. Zo kunnen spacers bevestigd worden met bv. een solvent-oplosbare lijm. Nadat de lagen ten opzicht van elkaar gefixeerd worden met een fixeermiddel aan één of beide axiale uiteinden van de lagen, kunnen de spacers verwijderd worden door middel van een solvent dat de lijm oplost. Bij voorkeur blijven de spacers echter aanwezig in de warmtewisselaar.In a particular embodiment, the thickness of the intermediate space is determined by spacers (8). The spacers are preferably attached to or form part of the layers. Spacers can thus be applied to the tubes or on a plate that is wound in a spiral form. The spacers make it possible to determine the thickness of the intermediate space very accurately and evenly and can fix the layers relative to each other. It is possible to use removable spacers to position the layers relative to each other during production and to remove the spacers afterwards. For example, spacers can be attached with, for example, a solvent-soluble adhesive. After the layers are fixed relative to each other with a fixative at one or both axial ends of the layers, the spacers can be removed by means of a solvent that dissolves the glue. However, the spacers preferably remain present in the heat exchanger.

Eender welke manier kan gebruikt worden voor het aanbrengen van spacers in of aan de lagen, zolang de spacers voldoende tussenliggende ruimte vrijlaten voor het axiaal doorstromen van de mistvloeistof toe te laten. Zo kunnen bijvoorbeeld deeltjes (bv. een enkele laag kraaltjes) verlijmd worden op de lagen, waardoor de dikte van de kraaltjes (en lijm) de dikte van de tussenliggende lagen bepaalt. De deeltjes kunnen bv. in een patroon worden verlijmd met voldoende ruimte voor doorstroming, of de deeltjes kunnen over de ganse laag worden aangebracht en nadien verwijderd of opgelost worden, bv. na fixatie van de lagen.Any way can be used for applying spacers in or to the layers, as long as the spacers leave sufficient intermediate space for axially flowing through the fog fluid. For example, particles (e.g. a single layer of beads) can be glued to the layers, whereby the thickness of the beads (and glue) determines the thickness of the intermediate layers. The particles can, for example, be glued in a pattern with sufficient space for flow, or the particles can be applied over the entire layer and subsequently removed or dissolved, e.g. after fixation of the layers.

Een favoriete uitvoering qua eenvoud, nauwkeurigheid en kosten is het aanbrengen van spacers in een patroon op de lagen (zie fig. 5). In een bepaalde uitvoeringsvorm is het patroon zo gevormd dat er geen rechtlijnige axiale vloeistofstroom mogelijk is. De vloeistofstroom doorheen de tussenliggende ruimte wordt dan dus verstoord tot een opsplitsende en/of meanderende doorstroming, wat de warmtewisseling ten goede komt.A favorite version in terms of simplicity, accuracy and cost is the application of spacers in a pattern on the layers (see Fig. 5). In a particular embodiment, the pattern is shaped so that a linear axial fluid flow is not possible. The liquid flow through the intermediate space is then disrupted to a splitting and / or meandering flow, which benefits the heat exchange.

Zoals eerder gesteld kunnen de spacers op verschillende manieren worden aangebracht. Zo kunnen de spacers bijvoorbeeld bestaan uit metaal, bijvoorbeeld door het gebruik van (bv. zelfklevende) metaalfolie. Naar productie toe is het voordelig om in dit geval voorgestanste zelfklevende metaalfolie te gebruiken die zelf op een foliedrager kleeft. Door de foliedrager met klevende metaalfolie op de lagen (bv. buizen of plaat) te drukken, blijven de gestanste spacers kleven op de lagen in het gewenste patroon. Voor deze toepassing kan bv. een roestvrij stalen folie met de gewenste dikte (bv. 0.05 mm) gebruikt worden. Dit productieproces kan eenvoudig geautomatiseerd worden, in het bijzonder wanneer gebruik wordt gemaakt van een plaat die spiraalvormig wordt opgerold. In dit geval kunnen voor of tijdens het oprollen de spacers worden aangebracht op de plaat door de foliegedragen metaalfolie gelijktijdig met de plaat doorheen een aandrukrol te laten passeren. Hierdoor worden de spacers in het gewenste patroon aangebracht voor of tijdens het oprollen van de plaat in spiraalvorm. De dikte van de spacers bepaalt de dikte van de tussenliggende ruimte tussen de lagen (in dit geval de spiraalwindingen van de plaat). Fig. 6 toont een dwarse doorsnede doorheen een aantal lagen (2) waarop spacers (8) zijn aangebracht die de dikte van de tussenliggende ruimte (3) bepalen.As stated earlier, the spacers can be applied in various ways. For example, the spacers may consist of metal, for example through the use of (e.g., self-adhesive) metal foil. With regard to production, it is advantageous in this case to use pre-punched self-adhesive metal foil which itself adheres to a foil carrier. By pressing the foil support with adhesive metal foil on the layers (eg tubes or plate), the punched spacers stick to the layers in the desired pattern. A stainless steel foil with the desired thickness (eg 0.05 mm) can be used for this application. This production process can easily be automated, in particular when use is made of a plate that is rolled up in a spiral. In this case, the spacers can be applied to the plate before or during rolling up by allowing the foil-supported metal foil to pass through a pressure roller simultaneously with the plate. The spacers are hereby arranged in the desired pattern before or during the rolling up of the plate in spiral form. The thickness of the spacers determines the thickness of the intermediate space between the layers (in this case the spiral windings of the plate). FIG. 6 shows a cross section through a number of layers (2) on which spacers (8) are arranged which determine the thickness of the intermediate space (3).

In een andere uitvoeringsvorm maken de spacers deel uit van de lagen. De lagen kunnen bijvoorbeeld vervormd worden om aldus spacers te vormen. Door uitstulpingen of ribbels in het oppervlak aan te brengen wordt voorkomen dat de lagen vlak tegen mekaar komen te liggen. De dikte van de uitstulpingen (spacers) bepaalt de dikte van de tussenliggende ruimte. De lagen kunnen bijvoorbeeld doorgedrukt worden op verschillende plaatsen om dergelijke spacers te bekomen, zoals bv. getoond in fig. 7. Een alternatieve mogelijkheid is om de lagen in te drukken om aldus spacers te bekomen, zoals getoond in fig. 8. Indrukken kan door bv. de plaat doorheen twee walsen te laten lopen, waarvan minstens één wals een indrukprofiel heeft, waardoor er materiaal uit de laag wordt weggeduwd volgens het profiel van de wals. Eén van de voordelen van de huidige uitvinding is dat de warmtewisselaar eenvoudig gemaakt kan worden met desondanks een zeer nauwkeurige en uniforme dikte van de tussenliggende ruimte. Door de dikte van de tussenliggende ruimte dun te houden, kan verzekerd worden dat de mistvloeistof goed wordt omgezet in zijn gasvorm. Desondanks kunnen bij de productie niet-optimale ruimtes (9) voorkomen die een grotere dikte hebben dan de dikte van de (optimale) tussenliggende ruimte. Bijvoorbeeld bij het oprollen van een plaat in spiraalvorm kan aan het begin en het einde van de plaat, deze plaat bv. niet perfect aansluiten bij de behouder en/of een interne staaf. In een ander voorbeeld kan bij over elkaar geschoven buizen bv. de buis met het kleinste intern volume nog steeds een grotere sectie hebben dan een tussenliggende ruimte tussen twee buizen. Ook indien de warmtewisselaar niet zorgvuldig wordt uitgevoerd (bv. ongelijke dikte van spacers), kunnen ook grotere en dunnere tussenliggende ruimtes ontstaan. Indien grotere (niet-optimale) ruimtes ontstaan, hebben deze een negatief effect op de mistvorming, aangezien er een ‘koud kanaal’ kan ontstaan waarin de mistvloeistof niet volledig wordt omgevormd in zijn gasfase. Dit kan eventueel aanleiding geven tot ‘sputteren’.In another embodiment, the spacers are part of the layers. The layers can, for example, be deformed to thus form spacers. By providing protrusions or ridges in the surface, the layers are prevented from lying flat against each other. The thickness of the protrusions (spacers) determines the thickness of the intermediate space. For example, the layers can be pushed through at different locations to obtain such spacers, such as shown in Fig. 7. An alternative possibility is to press the layers in order to obtain spacers, such as shown in Fig. 8. Pressing for example, allowing the plate to pass through two rollers, at least one of which has an impression profile, whereby material is pushed out of the layer according to the profile of the roller. One of the advantages of the present invention is that the heat exchanger can be made simple with nevertheless a very accurate and uniform thickness of the intermediate space. By keeping the thickness of the intermediate space thin, it can be ensured that the fog fluid is properly converted into its gas form. Nonetheless, non-optimum spaces (9) may occur during production that have a greater thickness than the thickness of the (optimum) intermediate space. For example, when rolling up a plate in the form of a spiral, at the beginning and the end of the plate, this plate cannot, for example, fit perfectly with the holder and / or an internal bar. In another example, for tubes that have been slid over one another, for example, the tube with the smallest internal volume can still have a larger section than an intermediate space between two tubes. Even if the heat exchanger is not carried out with care (eg uneven thickness of spacers), larger and thinner intermediate spaces can also occur. If larger (non-optimal) spaces are created, they have a negative effect on the fog formation, since a "cold channel" can arise in which the fog fluid is not completely transformed into its gas phase. This can possibly lead to "sputtering".

De uitvinder heeft echter vastgesteld dat de warmtewisselaar volgens de uitvinding zeer eenvoudig en goedkoop verder verbeterd kan worden, zodat zelfs bij een productie met imperfecties de warmtewisselaar toch perfect kan functioneren zonder de vorming van koude kanalen. Nadat de lagen met warmtebehoudend materiaal in de behouder is geplaatst, kunnen er inerte kralen (11) worden ingebracht. Bij voorkeur hebben deze een diameter die zo groot is dat ze niet in de (perfect gevormde) tussenliggende ruimte kunnen terechtkomen, maar wel in de grotere ruimtes (de zogenaamde ‘‘niet-optimale ruimtes”). De kraaltjes vernauwen de niet-optimale ruimtes en voorkomen dat deze nog kanalen vormen met een afwijkend grote doorstroming “koude kanalen”, terwijl ze de (perfect gevormde) tussenliggende ruimtes volledig vrij houden voor de doorgang van de mistvloeistof. Binnen deze aanvraag wordt met “optimale ruimtes” tussenliggende ruimtes bedoeld met de gewenste dikte (bv. de dikte van uniforme spacers). “Niet-optimale ruimtes” zijn ruimtes met een grotere dikte.However, the inventor has found that the heat exchanger according to the invention can be further improved very simply and cheaply, so that even with production with imperfections the heat exchanger can still function perfectly without the formation of cold channels. After the layers of heat-containing material have been placed in the container, inert beads (11) can be introduced. These preferably have a diameter that is so large that they cannot end up in the (perfectly formed) intermediate space, but they can enter the larger spaces (the so-called "non-optimal spaces"). The beads narrow the non-optimal spaces and prevent them from forming channels with a deviating large flow of "cold channels", while keeping the (perfectly formed) intermediate spaces completely free for the passage of the fog fluid. Within this application, “optimum spaces” means intermediate spaces with the desired thickness (eg the thickness of uniform spacers). "Non-optimum spaces" are spaces with a greater thickness.

Een bijzonder praktische methode voor het aanmaken van de warmtewisselaar volgens de uitvinding is dat er na het inbrengen van de lagen in de behouder (bv. een cilindervormige buis (7) zoals getoond in Fig. 3 en 4), er bovenop kraaltjes uitgestrooid worden. Door het geheel bv. te laten trillen zullen de kraaltjes invallen in alle ruimtes waar ze in passen. In het bijzonder wordt de diameter van de kraaltjes zo gekozen dat ze groter is dan de dikte van de (optimale) tussenliggende ruimtes. Met andere woorden, bij de designkeuze aangaande de tussenliggende ruimte hoort tevens een in verhouding staande minimale diameter van de opvulkraaltjes. De uitvinding laat dus toe om op een eenvoudige manier zeer nauwkeurig de kanaalparameters in te stellen. Indien de gewenste dikte van de tussenliggende ruimte bv. 0.05 mm is (bv. door gebruik van spacers met die dikte), kunnen kralen van bv. 0.06 mm gebruikt worden. Op die manier worden alle ruimtes met een dikte van 0.06 mm of groter opgevuld door de kraaltjes en blijven enkel ruimtes over met een gewenste dikte van minder dan 0.06 mm. Door een overvloed kraaltjes uit te strooien op de staafjes creëert men bovendien een laag kraaltjes bovenop de lagen. Deze kunnen worden weggenomen, maar kunnen ook benut worden als verdelingsmiddel. In een voorkeursuitvoering bevat de warmtewisselaar volgens de uitvinding eveneens een filtermiddel, dit om uitstroom van de kraaltjes uit de behouder te vermijden. Dergelijk filtermiddel kan in de nabijheid van de uitgang en/of ingang gelokaliseerd zijn. Het filtermiddel kan hetzelfde of verschillend zijn aan het verdelingsmiddel. Een voorbeeld is het gebruik van tressengaas (10a en 10b) bovenaan en/of onderaan de behouder.A particularly practical method for making the heat exchanger according to the invention is that after inserting the layers into the container (e.g. a cylindrical tube (7) as shown in Figs. 3 and 4), beads are scattered on top. By making the whole vibrate, for example, the beads will fall in all the spaces in which they fit. In particular, the diameter of the beads is chosen so that it is larger than the thickness of the (optimum) intermediate spaces. In other words, the design choice with regard to the intermediate space also requires a proportionate minimum diameter of the filler beads. The invention thus makes it possible to set the channel parameters very accurately in a simple manner. If the desired thickness of the intermediate space is, for example, 0.05 mm (for example, by using spacers with that thickness), beads of, for example, 0.06 mm can be used. In this way, all spaces with a thickness of 0.06 mm or larger are filled by the beads and only spaces with a desired thickness of less than 0.06 mm are left. By scattering an abundance of beads on the bars, you also create a layer of beads on top of the layers. These can be removed, but can also be used as a distribution agent. In a preferred embodiment, the heat exchanger according to the invention also comprises a filtering means, in order to prevent outflow of the beads from the container. Such filtering means can be located in the vicinity of the exit and / or entrance. The filtering agent can be the same or different to the distributing agent. An example is the use of stress mesh (10a and 10b) at the top and / or bottom of the container.

De kraaltjes (11) kunnen uit een materiaal gekozen worden dat al dan niet bijdraagt aan de warmtecapaciteit van de warmtewisselaar. Bij voorkeur is het materiaal van de kraaltjes een materiaal dat bijdraagt aan de warmtecapaciteit, zoals metalen kraaltjes. De kraaltjes kunnen eender welke vorm hebben, maar zijn in een bijzondere uitvoeringsvorm substantieel bolvorming. De kraaltjes bevatten bij voorkeur tenminste gedeeltelijk een corrosiebestendig materiaal. In een bijzondere uitvoeringsvorm bevatten de kraaltjes roestvrij staal. In een andere uitvoeringsvorm bevatten de kraaltjes een metalen kern die omgeven is door een corrosiebestendige laag.The beads (11) can be selected from a material that may or may not contribute to the heat capacity of the heat exchanger. Preferably, the material of the beads is a material that contributes to the heat capacity, such as metal beads. The beads may have any shape, but in a particular embodiment are substantially spherical. The beads preferably contain at least partially a corrosion-resistant material. In a special embodiment the beads contain stainless steel. In another embodiment, the beads contain a metal core surrounded by a corrosion-resistant layer.

De as (12) van de warmtewisselaar volgens de uitvinding kan eveneens een warmtebehoudend materiaal bevatten, hoewel dit geen vereiste is. Voor een warmtewisselaar met een spiraalvormige plaat, kunnen de spiraalwindingen vanuit de aslijn (12) radiaal naar buiten toe starten, of ze kunnen starten vanaf een afstand van deze as radiaal naar buiten toe. Dit laatste is bijvoorbeeld getoond in fig. 3 en 4, waarin zich een centrale staaf bevindt. De spiraalwindingen starten vanaf de omtrekdiameter van de centrale staaf en lopen radiaal naar buiten toe. Hetzelfde geldt voor een warmtewisselaar met buizen met een verschillend intern volume. Zo kan de binnenste buis een dergelijk lage diameter hebben dat de doorstroming hetzelfde is als bij de gemiddelde tussenliggende ruimte. Indien het intern volume groter is, kan deze eveneens opgevuld worden met de eerder beschreven inerte kralen. De centrale staaf kan hol of vol zijn. Indien ze vol is, bevat ze bij voorkeur een warmtebehoudend materiaal, zoals metaal en/of een faseveranderend materiaal zoals beschreven in EP2259004. Indien ze hol is, kan ze gevuld worden met inerte kralen, of kan de warmtewisselaar zo worden geconstrueerd dan er geen mistvloeistof doorheen de holle ruimte kan vloeien. In een bepaalde uitvoeringsvorm bevat de warmtewisselaar volgens de uitvinding een verwarmingselement aan de as van de lagen. In een verdere uitvoeringsvorm bevat de warmtewisselaar volgens de uitvinding een verwarmingselement omgeven door de meerdere lagen. Dit verwarmingselement is bij voorkeur centraal gelokaliseerd. Deze uitvoeringsvorm zorgt voor een goede verspreiding van de warmte naar de omliggende lagen en een eenvoudig productieproces. De huidige uitvinding voorziet dus ook een warmtewisselaar (1) voor het vergassen van mistvloeistof in een mistgenerator, de warmtewisselaar bevattende een verwarmingselement omgeven door meerdere lagen (2) een gemeenschappelijke as (12) en een tussenliggende ruimte (3) tussen de lagen, zo geconstrueerd dat de mistvloeistof axiaal doorheen de tussenliggende ruimte vloeit.The shaft (12) of the heat exchanger according to the invention can also contain a heat-containing material, although this is not a requirement. For a heat exchanger with a spiral plate, the spiral windings can start radially outwards from the axis (12), or they can start radially outwards from this axis. The latter is shown, for example, in Figs. 3 and 4, in which there is a central rod. The spiral windings start from the circumference diameter of the central rod and run radially outwards. The same applies to a heat exchanger with tubes with a different internal volume. The inner tube can thus have such a low diameter that the flow is the same as with the average intermediate space. If the internal volume is larger, it can also be filled with the previously described inert beads. The central bar can be hollow or full. If it is full, it preferably contains a heat-containing material, such as metal and / or a phase-changing material as described in EP2259004. If it is hollow, it can be filled with inert beads, or the heat exchanger can be constructed in such a way that no mist liquid can flow through the hollow space. In a particular embodiment, the heat exchanger according to the invention comprises a heating element on the axis of the layers. In a further embodiment, the heat exchanger according to the invention comprises a heating element surrounded by the multiple layers. This heating element is preferably centrally located. This embodiment ensures a good distribution of the heat to the surrounding layers and a simple production process. The present invention thus also provides a heat exchanger (1) for gasifying fog fluid in a fog generator, the heat exchanger comprising a heating element surrounded by several layers (2), a common axis (12) and an intermediate space (3) between the layers, so constructed that the fog fluid flows axially through the intervening space.

De huidige uitvinding voorziet ook een methode voor het produceren van een warmtewisselaar zoals hierin beschreven, de methode omvattende: - het oprollen van een plaat in spiraalvorm met het vormen van een tussenliggende ruimte tussen de spiraalwindingen, en - het inbrengen van de spiraalvormige plaat in een behuizing, zodat mistvloeistof axiaal doorheen de tussenliggende ruimte kan stromen.The present invention also provides a method for producing a heat exchanger as described herein, the method comprising: - rolling up a spiral plate with forming an intermediate space between the spiral windings, and - inserting the spiral plate into a housing, so that fog fluid can flow axially through the intermediate space.

De methode kan verder omvatten het aanbrengen van spacers op de plaat alvorens het oprollen van de plaat. Bovendien kan de methode omvatten het toevoegen van kraaltjes nadat de spiraalvormige plaat is ingebracht in de behuizing.The method may further include applying spacers to the plate before rolling up the plate. In addition, the method may include adding beads after the spiral plate has been inserted into the housing.

De warmtewisselaar volgens de uitvinding is bijzonder eenvoudig te produceren en vereist geen laswerk van het materiaal dat voor de warmte-opslag en -overdracht zorgt. Bovendien kan het op een goedkope manier geproduceerd worden met een goede corrosiebestendigheid. Voor het aanmaken van de lagen kan bv. roestvrij stalen plaatmateriaal gebruikt worden. Dit materiaal is makkelijk bruikbaar en goedkoop. Indien kraaltjes gebruikt worden, is er bijzonder weinig materiaal nodig (paar gram per warmtewisselaar). Bovendien zijn roestvrij stalen kraaltjes van bv. 0.06 mm bijzonder goedkoop in aanschaf. De warmtewisselaar laat bovendien toe om onder zeer hoge druk een ingespoten hoeveelheid mistvloeistof bijzonder snel te vergassen dankzij zijn groot warmtewisseloppervlak in verhouding tot zijn gewicht en ingenomen volume.The heat exchanger according to the invention is particularly simple to produce and does not require any welding work on the material that provides heat storage and transfer. Moreover, it can be produced in an inexpensive manner with good corrosion resistance. For example, stainless steel sheet material can be used to create the layers. This material is easy to use and inexpensive. If beads are used, very little material is needed (a few grams per heat exchanger). In addition, stainless steel beads of 0.06 mm, for example, are particularly inexpensive to purchase. The heat exchanger moreover allows a very high pressure to gasify an injected quantity of fog fluid thanks to its large heat exchange surface area in proportion to its weight and volume taken up.

Claims

CONCLUSIONS

A heat exchanger (1) for gasifying fog fluid in a fog generator, the heat exchanger comprising a plurality of layers (2) with a common axis (12) and an intermediate space (3) between the layers, such that the fog fluid is axially through the intermediate space flows.

The heat exchanger according to claim 1, wherein the thickness of the layers (2) is greater than the thickness of the intermediate space (3).

The heat exchanger according to claim 2, wherein the ratio between the thickness of the intermediate space and the thickness of the layers is between 1: 2 and 1:50.

The heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein the layers have a thickness between 0.1 mm and 5 mm.

The heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein the layers contain a metal core.

The heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein the layers consist at least partially of a corrosion-resistant material.

The heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein the heat exchanger comprises an entrance (4) for the fog fluid at a first axial end of the layers and an outlet (5) for gasified fog fluid at a second opposite axial end.

The heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein the thickness of the intermediate space is determined by spacers (8).

The heat exchanger according to claim 8, wherein the spacers (8) are attached to or form part of the layers (2).

The heat exchanger according to any one of the preceding claims, further comprising inert beads (11).

The heat exchanger according to claim 10, wherein the diameter of the beads (11) is greater than the average thickness of the intermediate space (3).

The heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein the layers are located in a container (7) and wherein the internal volume of the container is more than 70% filled by the layers (2).

The heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein the layers consist of spiral turns of a spiral plate.

The heat exchanger according to any of claims 1 to 12, wherein the layers consist of a plurality of tubes with a different internal volume.

A method for producing a heat exchanger according to claim 13, the method comprising: - rolling up a spiral plate with forming an intermediate space (3) between the spiral turns, and - inserting the spiral plate into a housing (7), so that fog fluid can flow axially through the intermediate space (3).

The method of claim 15, further comprising applying spacers (8) to the plate before rolling it up in a spiral form.

A method for generating a dense, opaque mist, the method comprising the steps of: - heating the heat exchanger (1) according to any one of claims 1 to 14; - introducing mist liquid into the heat exchanger via an entrance (4) in the heat exchanger, whereby the mist liquid flows axially through the intermediate space (3) between the layers (2) and is converted into its gas form; and - allowing the obtained gas to flow out via an outlet (5) of the heat exchanger, as a result of which it generates a dense, opaque mist as soon as it enters the environment.

A fog generator comprising a heat exchanger according to any of claims 1 to 14.