BE1028744B1 - Buizenwarmtewisselaar en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke buizenwarmtewisselaar - Google Patents

Buizenwarmtewisselaar en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke buizenwarmtewisselaar Download PDF

Info

Publication number
BE1028744B1
BE1028744B1 BE20205754A BE202005754A BE1028744B1 BE 1028744 B1 BE1028744 B1 BE 1028744B1 BE 20205754 A BE20205754 A BE 20205754A BE 202005754 A BE202005754 A BE 202005754A BE 1028744 B1 BE1028744 B1 BE 1028744B1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
end plate
tubes
housing
heat exchanger
inlet
Prior art date
Application number
BE20205754A
Other languages
English (en)
Other versions
BE1028744A1 (nl
Inventor
Koen Standaert
Stephan GEERTS
Original Assignee
Atlas Copco Airpower Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Airpower Nv filed Critical Atlas Copco Airpower Nv
Priority to BE20205754A priority Critical patent/BE1028744B1/nl
Priority to CN202122585863.8U priority patent/CN216011918U/zh
Priority to CN202111244260.XA priority patent/CN114485250A/zh
Publication of BE1028744A1 publication Critical patent/BE1028744A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of BE1028744B1 publication Critical patent/BE1028744B1/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core

Landscapes

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

Abstract

Buizenwarmtewisselaar voor het uitwisselen van warmte tussen twee fluïda, welke buizenwarmtewisselaar (1) is voorzien van een behuizing (2) waarin zich buizen (5) uitstrekken tussen een eerste inlaatopening (3) en eerste uitlaatopening (4) voor een eerste fluïdum, waarbij een inlaateindplaat (7b) voorzien is ter afsluiting van de eerste inlaatopening (3) en een uitlaateindplaat (7a) voorzien is) ter afsluiting van de eerste uitlaatopening (4), en waarbij in de inlaateindplaat (7b) en de uitlaateindplaat (7a) doorgangen (8) voorzien zijn voor de buizen (5), waarbij deze buizenwarmtewisselaar (1) is voorzien van een tweede inlaatopening (9) en tweede uitlaatopening (10) voor een tweede fluïdum zodanig dat het tweede fluïdum in de behuizing (2) tussendoor en overlangs de voornoemde buizen (5) kan worden geleid, daardoor gekenmerkt dat de inlaateindplaat (7b) en uitlaateindplaat (7a) een omtrekvorm hebben bestaande uit twee cirkelsegmenten (11) welke met elkaar verbonden zijn door twee rechte stukken (12) of door twee van elkaar weg gebogen stukken.

Description

Bulzenwarmtewisselaar en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke buizenwarmtewisselaar.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een buizenwarmtewisselaar.
Meer speciaal, is de uitvinding bedoeld voor het uitwisselen van warmte tussen twee {fluïda en in het bijzonder tussen een gas en een vloeistof.
Men kent reeds buizenwarmtewisselaars welke voorzien zijn van een behuizing waarin zich één of meer buizen uitstrekken tussen een eerste inlaatopening en een eerste uitlaatopening voor een eerste fluïdum.
Om deze buizen te bevestigen in de iniaat- en uitlaatopening zijn er twee zogenaamde eindplaten voorzien welke aangebracht zijn in de inlaat- en uitlaatopening en waarin doorgangen voorzien zijn waardoorheen de buizen zich uitstrekken, Op deze manier bevinden alie buizen zich op een afstand van elkaar en is er ruimte om een tweede fluïdum er tussendoor en cverlangs heen te geleiden.
Met ‘overlangs’ wordt in deze context langs een buitenkant van de buizen bedoeld.
Hiertoe is de buizenvarmtewisselaar voorzien van een tweede inlaatgedeelte en een tweede uitlaatgedeelte voor een tweede [luidum dat tussendoor en overlangs de voorncemde buizen kan worden geleid.
Het is bekend dat de behuizing van dergelijke 3 buizenwvarmtewisselaar vaak gen door sen giletproces vervaardigd gietstuk is.
Hierbij worden alle voornoemde inlaat- en uitlaatopeningen nog nabewerkt omdat vlak na het gietproces afmetingen van de inlaat- en nuitlaatopeningen nog niet nauwkeurig genoeg zijn.
Het is echter van belang dat deze afmetingen zeer precies zijns aangezien de buizen met de eingplaten via de eerste inlaat- en uitlaatopening doorheen de behuizing worden geschoven bij montage ervan, Bovendien wordt ook een binnenzijde van de behuizing cp becaalde locaties nabewerkt, aangezien door het design van de behuizing de eindplaten op deze locaties contact zullen maken met de binnenzijde wanneer de eindpiaten met de buizen in de behuizing worden gemonteerd.
Vooral de eerste iniaat- en uitlaatopening dienen nabewerkt te worden aangezien de voornoemde eindplaten hierin gemonLeerd moeten worden, Deze hebben een ronde doorsnede zodat een nabewerking door een draaibewerking met een roterende draaikop in één stap kan gebeuren,
_ BE2020/5754 3 De eindplaten hebben een aan deze doorsnede overeenkomstige ronde vorm.
De doorgangen waardoorheen de buizen zich uitstrekken, zijn 3 echter niet over seen volledige oppervlakte van de eindplaat: verspreid.
Twee symmetrisch tegenover elkaar liggende segmenten van de ronde vorm zijn vrij van dergelijke doorgangen en dus ook 319 buizen, Dit om de lengte van een pad dat het tweede fluïdum moet doorlopen tussendoor de buizen om alle buizen te dwarsen, en als dusdanig van de tweede inlaatopening naar de tweede uitiaatopening te stromen, zo klein mogelijk te houden.
Indien men de volledige oppervlakte van de eindplaten zou voorzien van buizen, zou de lengte van dit pad veel langer zijn en zou dit gepaard gaan met sen te grote drukval van het tweede fluïdum, Een nadeel van de vrije segmenten van de eindplaten is dat deze onder druk komen te staan wanneer het tweede fluidun docrheen de behuizing stroomt, Als gevolg hiervan gaan de eindplaten buigen en komen de buizen onder spanning te staan.
Om dit te vermijden moet men de eindplaten stijver en dus dikker maken,
Dit effect is des te groter bij grote warmtewisselaars, Een ander nadeel bij grote warmtewisselaars is dat de eindplaten groot van afmetingen zijn, en dus ook de 3 voornoemde segmenten.
Dit houdt in dat wanden van de behuizing zich te ver van de cuizen bevinden, waardoor het niet mogelijk is om een optimale geleiding van het tweede fluïdum tussendcor en overlangs deze buizen te krijgen.
De behuizing dient immers zo vormgegeven te zijn dat de wanden het tweede fluïdum in een zo nauw mogelijk contact met de buizen brengen on een goede warmteoverdracht tussen het tweede fluïdum en de buizen te bekomen.
Door de segmenten zullen de wanden van de behuizing zich relatief ver van de buizen bevinden, waardoor de vormgeving van de wanden niet optimaal is om dit effect te verkrijgen.
De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden.
De huidige uitvinding heeft een buizenwarmtewisselaar als voorwerp voor het uitwisselen van warmte tussen twee fluida, welke buizenwarmtewisselaar is voorzien van een behuizing waarin zich één of meer buizen uitstrekken tussen een eerste inlaatopening en een eerste uitlaatopening voor een eerste fluidum, waarbij een iniaateindplaat voorzien is in de eerste inlaatopening ter afsluiting van de eerste iniaatopening en waarbij een uitlaateindplaat voorzien is
N BE2020/5754 in de eerste uitlaatopening ter afsluiting van de eerste uitiaatopening, en waarbij in de inlaateindplaat en de uitiaateinoplaat doorgangen voorzien zijn waardoorheen de buizen zich uitstrekken, waarbij deze buizenwarmtewisselaar verder is voorzien van een tweede inlaatopening en een tweede uitlaatopening voor een tweede fluïdum zodanig dat het tweede fiuidum in de behuizing tussendoor en overlangs de voornoemde buizen kan worden geleid, daardoor gekenmerkt dat de inlaateindplaat en de uitlaateindnlaat sen omtrekvorm hebben bestaande uit twee cirkelsegmenten welke met elkaar verbonden zijn door twee rechte stukken of door twee van elkaar weg gebogen stukken met een kromtestraai die steeds groter is dan een grcotste kromtestraal van de twee cirkelsegmenten.
Een eerste voordeel is dat door de omtrekvorn van de inlaateindplaat en de uitlaateindplaat, de behuizing beter gevormd kan worden, waarbij wanden van de behuizing, in het bijzonder nabij de voornoemde rechte stukken of van elkaar weg gebogen stukken, beter en dichter de buizen kunnen volgen, zodanig dat het tweede fluïdum beter geleid kan worden overlangs en tussendoor de buizen, Dit zal warmteoverdracht tussen het eerste fluïdum en het tweede Eluidum bevorderen, Len ander voordeel is dat vrije segmenten in de eindplaten waar geen buizen docrheen zouden strekken, nu afwezig zijn. De inlaateindplaat en de uitlaateindplaat zullen onder minder druk komen te staan, waardoor ze niet dikker gemaakt moeten worden om te verhinderen dat ze zouden doorbuigen en zo de buizen onder spanning zouden zetten.
Gok zijn de inlaateindpiaat en de uitlasteindpiaat sowieso kleiner dan in een gekende buizenwarmtewisselaars met ronde eindplaten. Dit maakt de inlaateindpiaat en de 3 uitlaateindplaat minder zwaar en maakt hun montage met de buizen bijgevolg gemakkelijker. Een bijkomend voordeel is nog dat de eerste inlaat- en uitlaatopening nog steeds gemakkelijk mabewerkt kunnen id worden, Zij zulien sen overeeankonmstige vorm hebben aan respectievelijk de inlasteindplaat en uitlaateindplaat, waarbij de nabewerking zal bestaan uit twee draaibewerkingen: een eerste met een relatief kleine draaikop voor de twee cirkelsegmenten en een tweede in de vorm van een frezing, schaving cf dergelijke van de rechte of van elkaar weg gebogen stukken, De twee cirkelsegmenten dienen op locaties volledig doorheen de behuizing van de eerste inlaatopening tot de eerste uitlaatopening nabewerkt te worden, aangezien de behuizing op deze locaties de vorm van de eindplaten zal volgen.
De rechte of van elkaar weg gebogen stukken daarentegen dienen enkel ter plaatse van de eerste inlaat- en uitlaatopening nabewerkt te worden.
Bij voorkeur zijn één of meerdere eindplaten geselecteerd uit een groep bestaande uit de inlaateindplaat en de
- f uitlaateindolaat in een axiale richting van de buizen cLeweegbaar verbonden met de behuizing. Men spreekt dan ook wel van een “zwevende” eindplaat.
Dit kan gerealiseerd worden door ten minste éên van deze sen of meerdere eindplaten beweegbaar in een ring te piaatsen welke san de behuizing wordt vastgemaakt.
Het voordeel van de één of meerdere eindplaten beweegbaar te verbinden met de behuizing, is dat een thermische axiale uitzetting van de buizen opgevangen kan worden.
Voigens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding zijn de eindplaten vrij van afdichtingen tussen enerzijds de behuizing en anderzijds respectievelijk de inlaateindplaat en de uitlaateindplaat, Aangezien de eerste iniaat- en uitlaatopening zeer nauwkeurig gemachineerd kunnen worden, zal een speling met respectievelijk de inlaat- en uitlaateindpleat zeer gering zijn.
Alhoewel een zeer kleine lekstroom aanwezig zal zijn van het tweede fluidum doorheen sen dergelijke speling, zal het niet noodzakelijk zijn om afdichtingen te voorzien, Dit heeft als voordeel dat er geen extra onderdelen in de buizenwarmtewisselaar voorzien moeten worden, waardoor de montage van de buizenwarmitewisselaar eenvoudiger en goedkoper is.
& De uitvinding betreft ook een werkwijze voor het vervaardigen van een buisenvarmtewisselaar voor het uitwisselen van warmte tussen twee fluïda, welke werkwijze volgende stappen omvat:
Sa — het voorzien van een behuizing waarin zich éên of meer buizen uitstrekken tussen een eerste inlaatopening en een eerste uitlaatopening voor een eerste fluidum,
- het voorzien van een inlaateindplaat in de eerste inlaatopening ter afsluiting van de eerste inlaalopening en een uitlaateingplaat in de eerste uitlaatopening ter afsluiting van de eerste uitlaatopening, en het voorzien van doorgangen in de inlaateinopiaat en de uitlaateindplaat waardoorheen de buizen zich uitstrekken, - het verder voorzien van een tweede inlaatopening en een tweede uitlaatopening voor een tweede fluidum zodanig dat net tweede fluidum tussendcor en overlangs de voornoemde buizen kan worden celeid, daardoor gekenmerkt dat de iniaateindplaat en de uitlaateindplaat vervaardigd worden met een omtrekvorm bestaande uit twee cirkelsegmenten welke met elkaar verbonden zijn door twee rechte stukken of door twee van elkaar weg gebogen stukken met een kromtestraal die steeds groter is dan een grootste kromtestraal van de twee cirkelsegmenten,
Het spreekt voor zich dat een dergelijke werkwijze resulteert in een buizenwarmtewisselaar die dezelfde voordelen biedt als de voordelen van de hierboven beschreven buizenwarmtewisselaar volgens de uitvinding.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvosringsvormen beschreven van een buizenwarmtewisselaar volgens de 3 uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch en in perspectief een buizenwarmtewisselaar volgens de uitvinding weergeeft: 20 figuur 2 een doorsnede weergeeft volgends de lijn II- IT in figuur 1; figuur 3 sen doorsnede weergeeft volgens de lijn III- TLI in figuur 1; figuur à een doorsnede weergesft volgens de lijn IV-IV in figuur 1; figuur 5 een detail weerceeft van de cindplaten met de buizen, De in figuren 1 tot 4 weergegeven buizenwarmtewisselaar 1 26 volgens de uitvinding omvat een behuizing 2.
De behuizing 2 is voorzien van een eerste inlaatopening 3 en een eerste uitlaatopening 4.
Tussen deze eerste inlaatopening 3 en eerste uitlaatopening 3 strekken zich in de behuizing 2 een aantal buizen 5 uit. Doorheen deze buizen 5 kan een eerste fluidum stromen. Alle buizen 5 samen worden ook wel bundel of buizenbundel gencemd.
LE in dit geval, maar niet noodzakelijk voor de uitvinding, zijn de buizen 5 voorzien van zogenaamde vinnen 6, welks een warmntewisselend oppervlak van de buizen 5 zullen vergroten.
in de eerste iniaatopening 3 en de eerste uitlaatopening 4 is respectievelijk een inlaateindplaat 76 en zen uitlaateindplaat Ja voorzien ter afsluiting van respectievelijk de in- en uitlaatopening 3, 4.
in deze inlaateindplaat 7b en uitlaateindplaat 7a zijn openingen & voorzien waardoorheen de buizen 5 zich strekken. Figuur 5 toont een detail van de buizen 5 met de eindplaten Ja, 7b, De behuizing 2 van de buirenwarmtewisselaar 1 is eveneens voorzien van een tweede inlaatopening 9 en een tweede uitlaatopening 10, Via deze tweede inlaatopening 9 en tweede uitlaatopening 10 kan een tweede fluïdum doorheen de behuizing 2 stromen, en overlangs en Lussendoor de voornoemde buizen 5 worden geleid, Zoals Te zien is in de figuren, ligt de tweede inlaatopening 9 in een eerste gedeelte 14 van de behuizing aan een eerste laterale kant van de buizen 5 en list de tweede uitlaatopening 10 in een tweede gedeelte 15 van de cenuizing langs een tweede laterale kant van de buizen 5,
_ BE2020/5754 11 welke tweede laterale kant ten opzichte van de buizen 5 tegenover de eerste laterale kant ligt.
Op deze manier is het tweede fluïdum verplicht om 3 tussendoor de buizen 5 te stroman, Voigens de uitvinding hebben de voornoemde inlaateindplaat 7L en uitlaatplaat 7a een omtrekvorm bestaande uit twee cirkelsegmenten 11 welke met elkaar verbonden zijn door twee rechte stukken 12 of door twee van elkaar weg gebogen stukken met een kromtestraal die steeds groter is dan een grootste kromtestraai van de twee cirkelsegmenten 11, In het geval van de buizenwarmtewisselaar 1 zoals weergegeven in de Éiguren zijn de twee cirkelsegmenten 11 halve cirkels.
De zeerste inlaatopening 3 en de eerste uitlaatopening 4 hebben een overeenkomstige vorm, zoals te zien is in L£iguren il en 4.
In dit geval sluit de behuizing 2 nauw aan aan de buizen 5, of indien aanwezig de vinnen 6, ter plaatse van de cirkelsegmenten 1] van de ontrekvorm van de inlaateindglaat Jb en uitlaateindplaat 7a en een geometrisch verlengde van deze cirkeisegmenten 11 over de gehele lengte van de buizen
5.
Zoals te zien is in figuur 3 en in Éfiguur 4, bezit binnenzijde 13 van de behuizing 2 over een volledige afstand tussen de eerste inlaatopening 3 en de eerste uitlaatopening 4 een vorm complementair aan twee dergelijke regen over elkaar liggende cirkelsegmenten 11, Door deze vorm zal een ruimte tussen de buizen 5 en de behuizing 2 aan de binnenzijde 13 beperkt zijn, waardoor er weinig van het tweede fluïdum langs deze weg rond de buizen 5 heen kan viseien, zodat een grootste gedeelte van het tweede fluidum verplicht wordt om tussendoor de buizen 5 te stromen. Dit heeft een gunstig effect cp warmteoverdracht tussen het eerste fluïdum en het tweede fluïdum, zowel de eerste inlaatopening 3, eerste uitlaatopening 4 ais de pinnenzijde 13 van de behuizing 2 ter plaatse van het geometrische verlengde van de cirkelsegmenten 11 van de omtrekvormen van de eerste inlaat- en uitlaatopening 3, 4 cover de gehele lengte van de buizen 5 zijn nabewerkt, teneinde oneffenheden van het gieten van de behuizing 2 weg Le werken, In dit geval is de uitlaateindplaat 7a vast verbonden met de behuizing 2, waarbij door middel van bouten de uitiaateindplaat 7a aan de behuizing 2 is vastgemaakt.
Met vast verbonden wordt hier bedoeld dat de uitlaateindplaat 7a ten opzichte van de behuizing 2 niet ken beweger.
De inlaateindplaat 7b is in dit geval beweegbaar verbonden met de behuizing 2.
Dit wil zeggen dat de inlaateindplaat 7b ten opzichte van de behuizing 2 wel kan bewegen over een geringe afstand in de axiale richting van de buizen 5. & Deze afstand is genoeg om een thermische uitzetring en inkrimping van de buizen 5 te kunnen opvangen, Immers indien beide eindplaten 7a, 7b vast verbonden zouden zijn met de behuizing 2, zou de afstand ertussen vast zijn en zou de uitzetting en inkrimping van de buizen 5 gepaard gaan met spanning in de buizen 5 en de eindplaten 7a, 7b. Om de beweegbare verbinding van de inlaateindplaat 7b met de behuizing 2 Le realiseren, kan men gebruik maken van een ring waarin de inlaateindplaat 765 beweegbaar in de axiale richting van de buizen 5 is opgesteld en welke ring aan de behuizing 2 wordt vastgemaakt. Het is volgens de uitvinding niet uitgesloten dat de inlaateindplaat 7b vast verbonden is met de behuizing 2 en de uitlaateindplaat 7a beweegbaar verbonden is met de behuizing 2, Of dat zowel de inlaateindplaat 760 als de uitlaateindplaat 74 beweegbaar verbonden is met de behuizing 2.
In dit geval is de warmtewisselaar 1 vrij van afdichtingen tussen de eindplaten 7a, 7b en de behuizing 2. Doordat de eerste inlasatopening 3 en de eerste uitlaatopening 4 nauvkeuring cemachineerd kunnen worden,
zal er slechts een zeer minimale speling bestaan tussen de eindolacten 7b, 7a en de voornoemde openingen 3, 4. Door deze speling zal weliswaar een kleine lekstroom kunnen ontstaan, waarbij het tweede fluidum de behuizing 2 kan verlaten, doch deze lekstroom is zo klein dat zij verwaarloosbaar is en niet opweegt tecen de extra onderdelen en bijkomende montagestappen welke nodig zouden zijn om de voornoemde afdichtingen wèl te voorzien, Alfioewel het in dit voorbeeld niet het geval is, is het niet uitgesloten dat in de behuizing 2 een aantal keerplaten, schotten of zogenaamde baffles zijn voorzien, welke ervoor zorgen dat het tweede fluidum zich rondom het uiteinde van deze schotten moet verplaatsen, teneinde een stroompad van het tweede fluïdum in de behuizing 2 te verlengen. De werking van de buizenwarmtewisselaar 1 is zeer eenvoudig en als volgt, Het eerste fluïdum zal doorheen de buizen 5 stromen, vanaf de eerste inlaatopening 3 naar de eerste uitlaatopening 4 TOE.
Het tweede fluïdum zal doorheen de behuizing 2 stromen, vanaf de tweede inlaatopening 3 naar de tweede uitlaatcpening 10 toe. Hierbij zal het tweede fluïdum contact maken met de buizen D en de vinnen 6, waardoor er warmteoverdracht kan piaatsvinden tussen beide fluïda afhankelijk van een temperatuursverschil tussen beide fluïda.
Het is van belang om op te merken dat zowel het eerste fluidum een hogere temperatuur kan hebben dan het tweede fluïdum ais vice versa Of, anders gezegd, de warmteoverdracht tussen het serste en tweede fluïdum kan in beide richtingen gebeuren. id Ook kan zowel het eerste als het twsede {fluïdum zowel gasvormig als vloeistof zijn.
De behuizing Z is zodanig vormgegeven dat het iweede fiuidum overlangs en tussendoor de buizen 5 stroomt, zodanig dat de warmteoverdracht zo efficiënt mogelijk verloopt. in het bijzonder is zichtbaar op de figuren dat de tweede iniaatopening 3 en tweede uitlaatopening 10 zich elk aan één uiteinde van de buizen 5 bevinden en elk aan sen andere laterale kant van de buizen 5, zodat het tweede fluïdum wel tussendoor de buizen 5 moet stromen om van de tweede iniaatopening 9% maar de tweede uitlaatopening 10 te stromen,
Bovendien zal cok het eerste gedeelte 14 van de behuizing 2 aan de eerste laterale kant van de buizen 5 aan een zijde van de tweede inlaatopening 9 volgens een axiale richting van de buizen 5 vanaf deze tweede inlaatopening 9 steeds dichter naar de buizen 5 toelopen, om zo een inkomende
\ BE2020/5754 16 stroom van het tweede [luidum in de behuizing 2 steeds meer naar de buizen 5 toe te duwen, Omgekeerd, zal het tweede gedeelte 15 van de behuizing 2 aan de tweede laterale kant van de buizen 5 aan een zijde van de tweede uitlaatopening 10 volgens een axiale richting van de buizen 5 vanaf deze tweede uitlaatopening 10 steeds dichter naar de buizen 5 toelopen, om zo een uitgaande stroom van het tweede fluïdum in de behuizing 2 steeds meer ruimte te geven cm de behuizing 2 te verlaten,
Globaal gezien kan men stellen dat de buizen 5 als het ware diagonaal doorheen de behuizing 2 lopen, waarbij de tweede inlaatopening 9 en de tweede uitlaatogening 10 de andere diagonaal definiëren,
Door deze vorm van de behuizing 2 zal de warmteoverdracht zussen het eerste fluidum en het tweede fluïdum efficiënt verlopen,
In dit ceval bevindt de tweede inlaatopening $ zich aan de eerste uitlaatopening 4 en de tweede uitlaatopening 10 zich aan de eerste iniaatopening 3,
254 Hierdoor zullen het eerste en tweede fluïdum in essentieel tegengestelde richting door de behuizing 2 stromen, Bij een dergelijke tegengestelde stroming wordt een logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil {ussen het eerste en tweede fluïdum gemaximaliseert, hetgeen warmteoverdracht tussen het eerste en tweede fluïdum maximaliseert.
Na doorgang van beide fLluida doorheen de buizenwarmtewisselaar 1 is, door de warmteoverdracht tussen beide fluïda, het ene fluïdum opgewarmd en het andere fluidum afgekceld.
Alhoewel in het weergegeven voorbeeld de fluïda in essentieel tegengestelde richting doorheen de buizenwarmtewisselaar 1 stromen, is het niet uitgesloten dat zij in essentieel dezelfde richting stromen.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt Lot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een buizenwarmtewisselaar volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding, zoais gedefinieerd in de conclusies, te treden,

Claims (1)

  1. Conciusies,
    1.- Bulzenwarmtewisselaar voor het uitwisselen van warmte tussen twee fluïda, welke buizenvarntewisselaar {1} is voorzien van sen behuizing {2} waarin zich één of meer buizen {5) uitstrekken tussen sen eerste inlaatopening (3) en een eerste uitlaatopening {4} voor een eerste fluïdum, waarbij een inlaateindplaat (7b) voorzien is in de eerste inlastopening {3} ter afsiuiting van de zeerste inilaatopening {3} en een uitlaateindplaat {7a) voorzien is in de eerste uitlaatopening (4) ter afsluiting van de eerste uitlaatopening (4}, en waarbij in de inlaateindpiaat (70) en de uitlaateindplaat (7a) doorgangen (8} voorzien zijn waardoorheen de buizen {5} zich uitstrekken, waarbij deze buizenwarmtewisselaar (1} verder is voorzien van een tweede inlaatopening {33 en een tweede uitlaatopening (10) voor een tweede fFluïidum zodanig dat het tweede fluïdum in de behuizing (2) tussendoor en overlangs de voornoemde buizen (5) kan worden geleid, daardoor gekenmerkt dat de inlaateindplaat (7656) en de uitlaateindplaat (7a) een omtrekvorm hebben bestaande uit twee cirkelsegmenten {ll} welke met elkaar verbonden zijn door twee rechte stukken (12) of door twee van elkaar weg gebogen stukken met een kromtestraal die steeds groter is dan sen qrootste kromtestraal van de twee cirkelsegmenten (11).
    2.- Buizenvarmtewisselaar volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat één of meerdere eindplaten geselecteerd uit een grcep bestaande uit de inlaateindpiaat (7b3 en de uitiaateindplaat {7a} in een axiale richting van de buizen (5) beweegbaar verbonden zijn met de behuizing (2).
    3,- Buizenwarmtewisselaar volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat ten minste één van de één of meerdere eindpliaten beweegbaar in een ring geplaatst is, welke ring aan de behuizing (2) is vastgemaakt.
    è.- Buizenwarmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de warmtewisselaar (1) vrij is van afdichtingen tussen enerzijds de behuizing (2) en anderzijds respectievelijk de inlaateindplaat (7b} en de uitlaateindplaat (7a).
    5." Buizenwarmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de buizen {5} voorzien zijn van vinnen {6}.
    6.- Buizenwarmtewisselaar volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat ter plaatse van de cirkelsegmenten {11} van de omtrekvorm van de inlaateindplaat ijb) en de uitiaateindplaat (7a)}, en ter plaatse van een geometrisch veriengde van deze cirkelsegmenten (11) over een gehele lengte van de buizen (5), de behuizing (2) nauw aansluit aan de vinnen (6).
    7,7 Buizenwarmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies 1 tot 4, daardoor gekenmerkt dat ter plaatse van 39 de cirkelsegmenten (113 van de cmtrekvorm van de iniaateindplaat (7b} en de uitlaateindplaat (78a), en ter plaatse van cen geometriseoh veriengde van deze cirkelsegmenten {11} over een gehele lengte van de buizen (5), de behuizing {2} nauw aansluit aan de buizen {5}.
    8.- Buizenwarmtewisselaar volgens één van de voorgaade conclusies, daardoor gekenmerkt dat de twesde inlaatopening (9) in een eerste gedeelte (14) van de behuizing (2) aan een eerste Laterale kant van de buizen (53 ligt, en dat de tweede uitiaatopening {10} in een tweede gedeelte (15) van 30 de behuizing (2) langs een tweede laterale kant van de buizen (5) ligt, welke tweede laterale kant ten opzichte van de buizen (5) tegenover de eerste laterale kant ligt.
    3. Buizenwarmtewisselaar volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat het eerste gedeelte (14) van de beluizing (2} voigens een axiale richting van de buizen (5) vanaï de tweede inlaatopening (9) steeds dichter naar de buizen (5) toeioopt, zodanig dat een inkomende stroom van het tweede fluïdum in de behuizing (2) steeds meer naar de buizen (5) toegeduwd wordt.
    19.,- Buizenwarmtewisselaar volgens conclusie 3 of 5, daardoor gekenmerkt dat het tweede vedeelte (15) van de behuizing (2} volgens een axiale richting van de buizen (5) vanaf de tweede uitlaatopening (10) steeds dichter naar de buizen (5) toeloopt, zodanig dat een uitgaande stroom van het tweede fiuidum in de behuizing (2) steeds meer ruimte gegeven wordt om de behuizing {2} te verlaten, Îl.- Buizenvarmtewisselaar volgens één van de voorcaande conciusies, daarcdcor gekenmerkt dat de tweede inlaatopening
    {3} zich aan een eerste uiteinde van de buizen (5) bevindt en de tweede uitlaatopening (10) zich aan een iweede uiteinde van de buizen (5) bevindt, waarbij het tweede uiteinde zich tegenover het eerste uiteinde bevindt,
    12.- Buizenwarmtewisselaar volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat de tweede inlaatopening (9) zich aan de serste uitlaatopening {43 bevindt, en de tweede uitlaatopening (10) zich aan de eerste inlaatopening (3) lij bevindt,
    13." Buizenwarmtewisselsar volgens éên van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de twee cirkelsegmenten (11) halve cirkels zijn.
    14,.- Een eindplaat voor gebruik als inlaateindplaat (70) of uitlaateindplaat {7a} in een buizenwarmtewisselaar (1) volgens één van de voorgaande conclusies.
    15.- Werkwijze voor het vervaardigen van een bulzenvarmtewisselaar (1) voor het uitwisselen van warmte tussen twee £fluïda, welke werkwijze volgende stappen omvat: - het voorzien van sen behuizing (2) waarin zich éên of meer buizen (5) uitstrekken tussen een eerste inlaatopening (3) en een eerste uitlaatopening {4} voor sen eerste Éluidum, - het voorzien van een inlaateindplaat (7b} in de eerste iniaatopening (33 ter afsluiting van de eerste iniaatopening (3) en een uitlaateindplaat (7a) in de eerste uitlaatopening {4} ter afsluiting van de eerste
    An BE2020/5754 uitlaatopening (4), en het voorzien van doorgangen (8) in de inlaateindplaat (76) en de ultlaateindplaat (7a) waardoorheen de buizen (53 zich uitstrekken, - het verder voorzien van een tweede inlaatopening {3} en 3 een cweede uitlaatopening (10) voor een tweede fluïdum zodanig dat het tweede fluïdum in de behuizing tussendoor en overlangs de voorncemde buizen (5) kan worden geleid, daardoor gekenmerkt dat de inlaateindplaat {7b} en de uitlaateindplaat {7a} vervaardigd worden met een omtrekvorm bestaande uit twee cirkelsegmenten {11} welke met elkaar verbonden zijn door twee rechte stukken (17) of door twee van elkaar weg gebogen stukken met een kromtestraal die steeds groter is dan een grootste kromtestraal van de twee cirkelsegmenten (11).
    16.- Werkwijze volgens conclusie 15, daardoor gekenmerkt dat één of meerdere van de eindplaten geselecteerd uit een groep bestaande uit de iniaateindplaat {71} en uitlaateindplaat (7a) in een axiale richting van de buizen {5} beweegbaar verbonden wordt met de behuizing {2}. 17,- Werkwijze volgens conclusie 15 of 16, daardoor gexenmerkt dat de Dbuizenvarmtewisselaar (1} vervaardigd wordt zonder afdichtingen tussen enerzijds de behuizing {2} en anderzijds de inlaateindplaat (76) an de uitiaateindplaat (7a).
    18.- Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies 14 tot 17, daardoor gekenmerkt dat de behuizing iz) vervaardigd wordt door middel van een gietproces, en dat de eerste inlaatopening (3}, de eerste uitlaatopening (4) en een binnenzijde {13} van de behuizing (2) ter plaatse van een geometrisch verlengde van de cirkelsegmenten {11} nabewverkt worden teneinde oneffenheden ten gevolge van het gietproces weg te werken.
    19.- Werkwijze volgens conclusie 18, daardoor gekenmerkt dat de eerste inlastopenina (3) en de eerste uitlaatopening (4) een san de omtrekvorm corresponderende vorm hebben, en dat de eerste inlaatopenina (3) en de eerste uitlaatopening (4) nabewerkt worden door twee draaibewerkingen omvattende: — een eerste draaibewerking met een relatief kleine draaixop voor de cirkelsegmenten {li}; en - een tweede draaibewerking in de vorm van een frezing, schaving of dergelijke voor de rechte stukken (12) of de twee van elkaar weg gebogen stukken met een Kkromtestraal die steeds groter is dan een grootste krontestraal van de twee cirkelsegmenten {11}.
BE20205754A 2020-10-27 2020-10-27 Buizenwarmtewisselaar en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke buizenwarmtewisselaar BE1028744B1 (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205754A BE1028744B1 (nl) 2020-10-27 2020-10-27 Buizenwarmtewisselaar en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke buizenwarmtewisselaar
CN202122585863.8U CN216011918U (zh) 2020-10-27 2021-10-26 壳管式换热器和端板
CN202111244260.XA CN114485250A (zh) 2020-10-27 2021-10-26 壳管式换热器和用于制造这种壳管式换热器的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205754A BE1028744B1 (nl) 2020-10-27 2020-10-27 Buizenwarmtewisselaar en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke buizenwarmtewisselaar

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BE1028744A1 BE1028744A1 (nl) 2022-05-20
BE1028744B1 true BE1028744B1 (nl) 2022-05-23

Family

ID=73059342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE20205754A BE1028744B1 (nl) 2020-10-27 2020-10-27 Buizenwarmtewisselaar en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke buizenwarmtewisselaar

Country Status (2)

Country Link
CN (2) CN114485250A (nl)
BE (1) BE1028744B1 (nl)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7044116B2 (en) * 2002-04-25 2006-05-16 Behr Gmbh & Co. Kg Exhaust heat exchanger in particular for motor vehicles
US9279395B2 (en) * 2003-03-21 2016-03-08 Mahle International Gmbh Exhaust gas heat exchanger and sealing device for the same
US9897388B2 (en) * 2010-10-04 2018-02-20 Mahle International Gmbh Composite exhaust gas recirculation cooler
US10495385B2 (en) * 2015-04-20 2019-12-03 Borgwarner Emissions Systems Spain, S.L.U. Heat exchange device
US20190368828A1 (en) * 2018-06-05 2019-12-05 Hanon Systems Heat transfer device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7044116B2 (en) * 2002-04-25 2006-05-16 Behr Gmbh & Co. Kg Exhaust heat exchanger in particular for motor vehicles
US9279395B2 (en) * 2003-03-21 2016-03-08 Mahle International Gmbh Exhaust gas heat exchanger and sealing device for the same
US9897388B2 (en) * 2010-10-04 2018-02-20 Mahle International Gmbh Composite exhaust gas recirculation cooler
US10495385B2 (en) * 2015-04-20 2019-12-03 Borgwarner Emissions Systems Spain, S.L.U. Heat exchange device
US20190368828A1 (en) * 2018-06-05 2019-12-05 Hanon Systems Heat transfer device

Also Published As

Publication number Publication date
CN114485250A (zh) 2022-05-13
BE1028744A1 (nl) 2022-05-20
CN216011918U (zh) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2145093B1 (en) U-shaped cooler
JP4897041B2 (ja) プレート熱交換器
RU2717732C2 (ru) Конденсационный теплообменник, оснащенный теплообменным устройством
US8393382B2 (en) Heat exchanger with telescoping expansion joint
JP4880094B2 (ja) 熱交換器
JP3963892B2 (ja) 平行スロット熱交換器
US11060795B2 (en) Double tube for heat exchange
JP2011506896A (ja) 内燃機関用再循環排気ガス冷却器
US20190368829A1 (en) Heat exchanger
EP1804015A1 (en) Heat exchanger
US20090084532A1 (en) Heat exchanger with divided coolant chamber
US20100193168A1 (en) Heat exchanger
JP2015517086A (ja) 二重壁式の熱交換器パイプ
JP2007100990A (ja) 熱交換器
BE1028744B1 (nl) Buizenwarmtewisselaar en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke buizenwarmtewisselaar
BE1007213A5 (nl) Warmtewisselaar.
JP5323858B2 (ja) 渦巻き式熱交換器
JPH06117783A (ja) 積層型熱交換器
EP2327946A2 (en) Spiral recuperative heat exchanging system
WO2019160521A1 (en) Spiral heat exchanger
US20230251041A1 (en) Heat exchanger
US9067289B2 (en) Heat exchanger with telescoping expansion joint
WO2019160522A1 (en) Three-contour spiral heat exchanger
JP2004257729A (ja) 熱交換器の製作法
JP4414197B2 (ja) 2重管式熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20220523