FI107953B - Vesi-ilma-lämmönvaihdin suuria moottoreita varten - Google Patents

Description

107953

Vesi-ilma-lämmönvaihdin suuria moottoreita varten.-Vatten-Iuft-värmeväxIare for Stora motorer

Keksintö koskee vesi-ilma-lämmönvaihdinta suuria moottoreita varten, erityisesti laivamoottoreita varten, edullisesti turboahtimen ahtaman ahtoilman jäähdyttämi-5 seksi, jolloin lämmönvaihtimessa ilman virtaustielle järjestetty putkitaso, jonka ilman virtaussuuntaan nähden poikittain järjestettyihin tasoputkiin voi ulkopuolisesti vaikuttaa ilma ja sisäpuolisesti vesi, jolloin ilma kanavoidaan vastakkaisten sivusei-näjärjestelyjen ja näiden väliin jäljestettyjen, tasoputkien päät vastaanottavien putki-levyjen välistä, ja jolloin tasoputket ovat vesipuolella yhteydessä putkilevyjen ulko-10 sivuille järjestettyjen, toisistaan poispäin oleviin kammioihin, jotka muodostuvat putkilevyn päällä olevista kansista, jolloin edullisesti on järjestetty toisaalta ainakin kaksi toisistaan erotettua, veden syöttö- ja poistopuolelle liitettyä kammiota ja toisaalta ainakin kaksi toisiinsa liittyvää kammiota.

Patenttijulkaisu US- 3,881,455 esittää lajin mukaisen järjestelyn, joka on välijääh-15 dyttimen muodossa ahtoilman jäähdyttämiseksi. Tässä tunnetussa järjestelyssä putki-taso muodostaa yhden rakenneyksikön. Tämän vuoksi sen asentaminen tai purkami- nen on vaikeata. Moottorin koon kasvaessa kasvaa myös jäähdytystänne ja näin ollen • * * . . . ’·♦·* väistämättä myös välijäähdyttimen koko ja paino. Tämä koskee erityisesti laivadie- * · · selmoottoreita. Tällöin käytetään yleensä suhteellisen korkeata ahtopainetta, 3 - 4 • · • « .·** 20 bar. Kompressorin hyötysuhde on tällöin yleensä noin 80 %, niin että noin 20 % * 0 · .*:. kompressorille syötetystä energiasta muuttuu lämmöksi. Tämän vuoksi ahtoilma voi saavuttaa lämpötilan, joka on jopa 200 °C. Jotta tämän ilma voitaisiin jäähdyttää • *·· lämpötilaan noin 50 °C, tarvitaan näin ollen hyvin suuria välijäähdyttimiä. Laiva- l · · · : moottoreiden yhteydessä sellaisen, suhteellisen suuren jäähdyttimen paino voi olla . 25 jopa 5 t. Sellaisen jäähdyttimen asentamiseksi ja purkamiseksi tarvitaan näin ollen ·*♦ • · ’·♦·* nostolaitteita, joita tosin jo on laivan konehuoneessa, mutta joilla tavallisesti turbo- • · ahtimen alapuolelle järjestettyyn jäähdyttimeen päästään heikosti käsiksi, joka tekee • · · • · *···* huollon ja kunnossapidon erittäin hankalaksi.

107953 2

Lisäksi tulee se, että esillä olevaa lajia olevassa jäähdyttimessä esiintyy sekä vesi-puolella että erityisesti ilmapuolella määrättyä likaantumista, jolloin se on säännöllisesti puhdistettava, koska moottorin käytön kannalta tämä likaantuminen vaikuttaa haitallisesti sekä jäähdytystehoon että ilman paineeseen ja läpivirtaukseen. Erityi-5 sesti laivamoottoreissa likaantumisongelma on erityisen vakava, koska ilman sisäänotto tapahtuu yleensä konehuoneessa, jonka ilma sisältää pakokaasulaitteiston epätiiveyden takia nokea ja öljyvuodoista peräisin olevia öljyhiukkasia sekä muita, ulkoa tulevia pölyhiukkasia jne. Ilman sisäänottoa ei yleensä ole sijoitettu ulos, johtuen ulkoilman suuresta kosteudesta. Lisäksi tällöin tarvittaisiin myös erityinen ko-10 nehuoneen ilmastointi.

Puhdistuksen suorittamiseksi jäähdytin usein puretaan, jolloin suuri paino ja suuri koko vaikuttavat haitallisesti. Puhdistus tapahtuu tällöin yleensä korkeapainesuih-kuilla. Ne eivät kuitenkaan tunkeudu syvälle jäähdyttimeen. Kun jäähdyttimen ovat suurikokoisia, kuten laivamoottoreiden jäähdyttimet jne, voi tämän vuoksi jäähdyt-15 timen sisälle jäädä kerroksia, joita korkeapainesuihkut eivät saavuta. Tämän vuoksi on käytettävä puhdistuskemikaaleja, jotka epäilemättä kiihdyttävät korroosiota. Kun jäähdyttimen puhdistus tapahtuu paikan päällä, puhdistuskemikaaleja käyttämälläkin ··· on varauduttava epätäydelliseen puhdistumiseen.

• · · • ·· • · · • · · : «' Tästä lähtien esillä olevan keksinnön tehtävänä on siksi alussa mainittua lajia olevan 20 laitteen parantaminen yksinkertaisin ja kustannuksiltaan edullisin keinoin niin, että • · • ·· ’ - . varmistetaan suuri asennus- ja huoltoystävällisyys sekä pieni korroosio vaara.

• « · Tämä tehtävä ratkaistaan siten, että järjestetään useampia, kulloinkin tasoputkien • · • · · ryhmän ja niiden päät vastaanottavia, omat putkilevyt sisältäviä, erikseen käsi teitä- • · * viä ja vierekkäin sijoitettavia putkitasomoduleja, jotka samaan tasoon järjestetyin • · · *"·. 25 putkilevyin putkitasomodulien sisään- ja ulosviemistä varten voidaan avata ainakin «t* yhdeltä sivulta ilman virtaustien alueelta, jota reunustavat sivuseinäjärjestelyt, joi- • · · • * « .*···. loin kummankin sivun keskenään samassa tasossa olevat putkilevyt voidaan tiivistää 107953 3 toisistaan riippumatta kulloisellekin sivulle järjestetyn yhteisen kannen suhteen kulloinkin ainakin yhdellä, putkilevyn reunan ympäri kiertävällä tiivisteellä.

Tämän toimenpiteen avulla voidaan alussa kuvatut puutteet ja vaikeudet voittaa kokonaan. Erilliset putkitasomodulit ovat kooltaan suhteellisen kompaktit ja niiden 5 paino on vain osa koko putkitason painosta. Tämän vuoksi käsittely on yksinkertaista käsin tai suhteellisen pienin nostolaittein. Lisäksi keksinnön mukaiset putkitasomodulit purettuina vaativat vain suhteellisen vähän tilaa, joka vaikuttaa edullisesti tilantarpeeseen puhdistus- ja huoltotöiden yhteydessä. Tässä yhteydessä on otettava huomioon, että laivan konehuoneessa on yleensä hyvin ahdasta, keksinnön mukais-10 ten toimenpiteiden lisäeduksi on katsottava se, että putkitasomodulien suhteellisen pienen paksuuden ansiosta ne voidaan puhdistaa koko paksuudeltaan luotettavasti korkeapainesuihkujen, esimerkiksi höyrysuihkujen avulla niiden, kun erillisin modu-leihin voidaan kohdistaa puhdistusainetta kahdelta puolelta. Puhdistuskemikaaleista voidaan tällöin kokonaan tai pääosin luopua, joka vaikuttaa edullisesti kustannuksia 15 vältettäessä ja korroosiota estettäessä. Koska erilliset putkitasomodulit ovat muodoltaan yhtenäisiä, voidaan likainen putkitasomoduli yksinkertaisesti vaihtaa korvaavaan, jolloin syntyy hyvin lyhyitä käyttökatkoksia. Likaisten putkitasomodulien • · · puhdistaminen voi tapahtua käytön aikana, siis moottorin käydessä ja laivan kulkies- • · · « ·· sa, joka vaikuttaa edullisesti saavutettavaan kokonaistaloudellisuuteen. Kuitenkin ♦ · • « 20 saavutetaan koko jäähdyttimen suhteellisen kompakti rakenne ja hyvä jäähdytysvai- ··· kutus.

··» • · * • · · Tärkeimpien toimenpiteiden edullisia suoritusmuotoja ja tarkoituksenmukaisia kehi-telmiä ilmenee epäitsenäisistä patenttivaatimuksista. Siten putkitasomoduleissa ja ^ * * * : niille osoitetussa asennustilassa voi olla toisiinsa sovitetut, sisään- ja ulos vienti- *:· 25 suunnassa tasaiset tukipinnat. Tämän avulla erillisten putkitasomodulien asentami-• · « :: nen j a purkaminen on erityisen yksinkertaista.

• · • · · • · « .*·*·. Tarkoituksenmukaisesti ainakin yksi sivuseinä voidaan varustaa ilman virtaussuun-• · ··· 107953 4 taan nähden poikittaisilla sileillä liukukiskoilla ainakin putkitasomodulien sisään-työntösuunnassa etummaisen putkilevyn työnnettävää tukea varten, edullisesti koko putkitasomodulin tukea varten. Liukutuki mahdollistaa erityisen yksinkertaisen asentamisen ja purkamisen. Samalla tällä estetään se, että erilliset putkitasomodulit 5 törmäisivät toisiinsa niitä asennettaessa tai purettaessa.

Eräs toinen edullinen toimenpide voi olla siinä, että putkitasomodulit toteutetaan kapeina neliöinä, joilla on asennustilan poikkileikkausta vastaavat leveät sivupinnat ja sivuseiniä kohden osoittavat kapeat kyljet. Tämä tarjoaa erityisen kompaktin rakenteen, joka mahdollistaa yksinkertaisen käsittelyn sekä helpon ja luotettavan 10 puhdistuksen.

Tärkeimpien toimenpiteiden edullinen suoritusmuoto voi olla sellainen, että putkitasomodulit ilman keskinäistä liitosta voidaan kiristää yhteisten kansien väliin, jotka voidaan ruuvein kiinnittää sivuseiniin. Tämä tarjoaa yksinkertaisen, itsekantavan rakenteen. Putkitasomodulin vaihtamiseksi tarvitsee vain nostaa pois toinen kansis-15 ta, joka tarkoituksenmukaisesti on se, jota ei ole liitetty veden syöttö- ja poistopuo-leen. Tällä tavalla syntyneen asennusalueen aukon kautta voidaan käytännössä ui- ·':* viksi järjestetyt modulit työntää sisään ja vetää ulos. Tällöin ei tarvitse irrottaa muita « ruuviliitoksia, joka helpottaa huoltotöiden suorittamista.

• * • ♦ :***: Tärkeimpien toimenpiteiden toisen suoritusmuodon mukaan putkitasomodulit voi- ··· ♦ · j 20 daan yksitellen kiinnittää kansiin ruuvein. Sivuseinät voivat tässä tapauksessa olla ♦ ♦♦ : väliin kiristettyjä. Tämä suoritusmuoto on erityisen epäherkkä tasoputkien termisten laajenemisten tai kutistumista kannalta. Tässä tapauksessa putkilevyjen alueelle jär- • · • »» jestettyjen tiivisteiden ei tarvitse vastaanottaa mitään laajenemisesta johtuvia poik- ♦ ♦. keamia. Edullisella tavalla kansiin liittyvien ruuviliitosten on tällöin vastaanotettava »«« **V.# 25 vain veden paine. Putkitasomodulin poistamiseksi on tällöin luonnollisesti irrotetta- .* va sen ruuviliitokset molempien kansien kohdalla.

» · « • · «·· • · *..·* Edellä mainitussa muunnelmassa kannet voivat tarkoituksenmukaisesti nojata kul- 107953 5 loisiinkin putkilevyihin. Tarvittavat ruuvielimet voivat jakaantua kannen pinnan yli. Tämä mahdollistaa edullisella tavalla voimien tasaisen jakaantumisen kannen reunojen ja sisempien tukipintojen yli.

Toinen edullinen toiriienpide voi olla sellainen, että jokaista putkilevyä varten järjes-5 tetään useampia, edullisesti kaksi peräkkäin porrastettua, ympäri kiertävää tiivistettä. Tällä saadaan erityisen luotettava tiivistys, ja lisäksi se myös edullisella tavalla mahdollistaa tiivistyksen kokeilemisen. Tätä varten kannet voidaan yksinkertaisesti varustaa putkilevyihin liittyvillä tarkastusrei’illä, jotka lähtevät kahden tiivisteen väliseltä alueelta. Tämän avulla voidaan heti todeta ensimmäisen tiivisteen epätiive-10 ys, niin että luotettavasti estetään veden pääsy ahtoilmaan, joka saattaisi vaurioittaa moottoria.

Putkitasomodulien käsittelyn helpottamiseksi ne voidaan varustaa putkilevyihin liittyvillä silmukkapulteilla, ja mahdollisesti lisäksi kapean sivukyljen keskelle järjestetyllä kantoelimellä.

15 Tärkeimpien toimenpiteiden muita edullisia suoritusmuotoja ja tarkoituksenmukai- . siä kehitelmiä on esitetty muissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa, ja niitä ilme- ··« nee myös alla olevasta, piirustuksen avulla esitetystä esimerkin selityksestä.

• « · • ·· • · · • · * : *' Piirustuksessa: ·«· • · « *

IM

·· : *·· kuva 1 esittää perspektiivikuvan laivamoottorin ahtoilmakanavasta ja siihen liitty- • M • · · ·* ‘ 20 västä välijäähdyttimestä, josta putkitasomodulit on purettu; : *·· kuva 2 on keksinnön mukaisen välijäähdyttimen hajautuskuva, jossa on kansien ’ väliin kiristettävät putkitasomodulit;

IM

* ···· .···. kuva 3 on poikkileikkaus kuvan 2 mukaisesta, kootusta välijäähdyttimestä; III • · kuva 4 on poikkileikkaus keksinnön mukaisen välijäähdyttimen toisesta, kootussa « « · • · *···’ 25 tilassa olevasta suoritusmuodosta; 107953 6 kuva 5 on kuvan 4 pohjana olevan välijäähdyttimen osa perspektiivikuvassa; kuva 6 keksinnön mukaisen välijäähdyttimen asennusesimerkki; kuvassa 7 on esimerkki putkilevyjen alueelle järjestetystä tiivistysjärjestelystä, jossa kulloinkin on kaksi ympäri kiertävää tiivistettä; ja 5 kuvassa 8 on vaihtoehto kuvan 7 mukaiselle suoritusmuodolle.

Suurten moottoreiden, kuten laivojen ja vastaavien käyttöä varten olevien suurten dieselmoottoreiden rakenne ja toimintatapa ovat sinänsä tunnetut. Tämän lajiset moottorit on yleensä varustettu pakokaasuahtimella, jonka avulla ahtoilma paineistetaan. Sellaisten pakokaasuahtimien hyötysuhde on sellainen, että noin 20 % syöte-10 tystä energiasta muuttuu lämmöksi. Tämä voi johtaa ahtoilman lämpenemiseen jopa 200 °C:lla, joka ei ole toivottua, kun otetaan huomioon tämän vuoksi pienenevä palokammioiden täyttöaste. Palokammioiden hyvä täyttämistä varten ahtoilma johdetaan pakokaasuahtimen jälkeen järjestetyn, kuvissa 1 ja 6 esitetyn välijäähdyttimen läpi, joka aikaansaa ahtoilman jäähtymisen noin 50 °C:een.

15 Kuten kuvat 1 ja 6 lisäksi esittävät, välijäähdytin 1 on asennettu esittämättä olevasta • · · « **'It pakokaasuahtimesta esittämättä olevan moottorin sisäänmenoyhteisiin johtavaan il- • # · makanavaan 2. Ilman virtaussuunta on esitetty nuolen L avulla. Välijäähdyttimestä 1 • · • · alavirtaan voidaan järjestää tässä esittämättä oleva vedenerotin, joka erottaa jääh- ··· r·.. tymisen johdosta syntyvän kondenssiveden ennen ilman syöttämistä moottorin palo- : 20 kammioihin. Välijäähdyttimeen 1 liittyvän asennustilan muodostamiseksi ilmakana va 2 on katkaistu. Asennustilassa kanavan tulo- ja lähtöpuolen osuuksien toisiaan • · päin oleviin päihin voidaan järjestää ympäri kiertävät päätykehikot 3, joita vastaan • * · · ·. asennustilaan asetettu välijäähdytin 1 tiivistetään.

··· ·»·· ·· · Välijäähdytin 1 sisältää kuvien 3 ja 4 esittämällä tavalla ilman virtaustielle järjeste-25 tyn putkitason, jossa on ilman virtaussuuntaan nähden poikittain olevat, ulkopuolisin ··· rivoin 4 varustettuja tasoputkia 5, joiden ohi ilma virtaa ulkopuolelta. Tasoputkien 107953 7 sisäpuolella 5 vaikuttaa jäähdytysvesi. Tasoputkien 5 päät on asennettu putkilevyi-hin 6.

Vesipuolella tasoputket 5 ovat yhteydessä virtaussuunnassa katsoen tulo- ja lähtö-puolella oleviin jako- ja kokoamiskammioihin 8, 9, joita rajoittavat sisäpuolelta 5 putkilevyt 6 ja ulkopuolelta putkilevyjen päällä olevat kannet 10, 11. Kansi 10 toimii niin sanottuna päätykantena, jonka kammiot 8, 9 on kuvissa 3 ja 4 erotettu toisistaan väliseinällä 12 ja varustettu liitosyhteillä 13, 14 veden syöttöjohtoa ja vastaavasti poistojohtoa varten. Vastakkainen kansi 11 toimii kääntökantena, jonka kammiot 8, 9 kuvissa 3 ja 4 liittyvät toisiinsa käsillä olevassa väliseinässä olevan 10 yhden tai useamman ikkunan 15 kautta. Veden virtaussuunta on esitetty nuolella W. Vesi syötetään päätykanteen 10 ja johdetaan siitä vastaavasti pois. Kääntökannessa 11 tapahtuu suunnan muutos.

Putkitaso muodostuu kaikissa tapauksissa useammasta putkitasomodulista 16, jotka kulloinkin sisältävät tasoputkien 5 ryhmän sekä omat päätylevyt 6, joihin tasoputki-15 en päät ulottuvat. Putkitasomoduleilla 16 on kuvien 1 ja 2 havainnollistamalla tavalla ohuen neliön muoto, jolla on kaksi leveätä, välijäähdyttimelle järjestetyn asen-..··* nusalueen poikkileikkausta ilmakanavassa 2 vastaavat sivupinnat sekä kaksi kapea- ta, niiden suhteen kohtisuoraa sivupintaa.

·« · • 9 * • · • «

Jokaisen välijäähdyttimen 1 putkitasomodulit 16 muodostavat kuvien 2 ja 6 havain- ·· \ *·· 20 nollistamalla tavalla paketin, jolloin eri modulien putkilevyt 6 ovat liittyvät toisiinsa « · * * · · ·* * samassa tasossa. Esitetyissä esimerkeissä paketeiksi kootut putkitasomodulit 16 ovat .. aina samanlaiset. Voitaisiin kuitenkin myös ajatella eri paksuisten modulien järjes- : '*· , *·;♦. tämistä, joiden kapeat sivupinnat toisin sanoen ovat eri levyiset, niin että voidaan i · · « ‘koota eri paksuisia jäähdyttimiä.

»·«· • · · « · ···’ 25 Edellä mainitun modulipaketin kummassakin päässä samassa tasossa toisiinsa liitty- • · vät putkilevyt 6 on erikseen tiivistetty kulloisenkin kannen 10 ja vastaavasti 11 suh- ·· · • · *·*·* teen. Tätä varten jokaisen putkitasomodulin 16 kummatkin putkilevyt 6 on varustet- 107953 8 tu niiden kehää kiertävillä tiivisteillä 19. Tiivisteiden 19 muodostamiseksi voidaan yksinkertaisesti järjestää niin sanotut O-renkaat, jotka asetetaan kulloisenkin putki-levyn 6 syvennykseen. Kannet 10, 11 on varustettu vastepinnoin niitä kohti olevien putkilevyjen 6 tiivisteitä varten. Ne muodostuvat kiertävästä, levennetystä kannen 5 reunasta ja kannen läpi ulottuvista, vastepuolella myös levennetyistä, ikkunoin 15 varustetuista tai ilman ikkunoita olevista väliseinistä 12.

Modulipaketissa, jossa on vain kaksi putkitasomodulia 16, kannet 10, 11 on varustettu vain yhdellä väliseinällä 12, niin että kantta kohti muodostuu aina kaksi kammiota 8, 9. Modulipaketissa, jossa on neljä putkitasomodulia 16, kannet 10, 11 on 10 varustettu kolmella välinseinällä 12, kuten kuvasta 2 voidaan nähdä, niin että kantta kohti muodostuu neljä kammiota 8, 9, jolloin päätykannella 10 keskimmäinen väliseinä on varustettu ikkunoin ja kääntökannella 11 keskimmäinen väliseinä on ikkunaton, niin että vierekkäisissä putkitasomoduleissa virtaus tapahtuu eri suuntiin. Tätä periaatetta voidaan käyttää myös suuremmilla modulipaketeilla.

15 Kahdella vastakkaisella puolella ilman virtaustietä reunustavat kulloisetkin keskenään samaan tasoon järjestetyt, kansien 10 ja vastaavasti 11 suhteen ja siten toisten- t sa suhteen tiivistetyt putkilevyt 6. Molemmille muille sivuille on järjestetty sivusei- t nät, jotka yhdessä putkilevyjen 6 kanssa muodostavat kehältään suljetun kanavan * * · • putkitason läpi virtaavaa ilmaa varten. Sivuseinät on tiivistetty niitä kohti osoittavi- t · • » 20 en ilmakanavan 2 osuuksien päiden suhteen. Sivuseinien muodostamiseksi voidaan * ** kuvan 2 osoittamalla tavalla järjestää toistensa suhteen vastakkaisten putkilevyjär- « jestelyjen yli ulottuvat sivulevyt 7. Sellaiset sivulevyt 7 voidaan kiinnittää kum- « · ? *.· mankin putkilevyjärjestelyn välissä ulottuvien ilmakanavaosuuksien päätykehikoi- M» V : hin 3, kuten kuvassa 2 on ruuveja jne. varten tarkoitettujen reikien avulla osoitettu.

i ·»* *·«· .*··. 25 Kuvassa 2 sivulevyjä 7 ei ole jaettu osiin. Jako voitaisiin kuitenkin ajatella esimer- $ 9 * .‘.t kiksi siten, että jokaiseen putkitasomoduliin 16 järjestetään listan muotoinen sivule- » « * 4 4 .***. vy, jonka leveys vastaa putkilevyjen 6 leveyttä. Kun sivulevyt liittyvät toisiinsa si- 4*4 107953 9 ten, että muodostuu suljettu seinä, ilmakanavan osuuksien päihin tapahtuva liitos on myös mahdollinen, kuten edellä on mainittu kuvan 2 osalta.

Kuvassa 1 esitetyssä toteutuksessa eri putkitasomoduleilla 16 on putkilevyjen 6 välissä osoitetut ja niihin ruuvein kierretyt kapeat levyelementit 7a, jotka ovat kape-5 ämmät kuin putkilevyt 6. Tässä tapauksessa tarvitaan lisäksi läpimenevät sivuseinät 7b, jotka ilmatiiviisti voidaan liittää ilmakanavan 2 osuuksien päihin. Niissä voi kuvan 1 esittämällä tavalla kulloinkin olla reunalla kiertävä kehikko, ja/tai kuten kuvassa 6 on esitetty, ne voivat liittyä toisiinsa putkilevyjen 6 suuntaisten kehikoiden avulla. Kummassakin tapauksessa muodostuu ympärillä olevat laipan tapaiset lii-10 tospinnat kansia 10, 11 varten. Jotta voitaisiin välttää ilmaa ohittamasta levyele-menttejä 7a ja sivuseiniä 7b, levyelementit 7a voidaan varustaa tiivistehuulin 17, kuten kuvassa 6 on esitetty, jolloin tiivistehuulet ylittävät ja siten sulkevat levyele-menttien 7a ja niiden viereisten sivuseinien 7b väliset raot. Tiivistehuulet 17 voidaan toteuttaa jousipelteinä. Tiivistehuulia 17 vastakkaisella putkitasomodulin 16 15 alapuolella levyelementit 7a nojaavat viereiseen alempaan sivuseinään 7b, tai ovat vuorovaikutuksessa alemmille sivuseinille 7b järjestettyjen listojen 23 kanssa, jolloin muodostuu eräänlainen labyrinttitiivistys.

• « · M·*

Kuvien 2 ja 3 mukaisessa toteutuksessa kannet 10, 11 on ruuvein kiinnitetty sivule- • · · vyihin. Sama pätee kuvien 1 ja 6 mukaisella toteutuksella, koskien sivuseiniä 7b, Λ * * • · [;·** 20 jolloin tässä lisäksi on esitetty ruuvikiinnitys ilmakanavan puolella oleviin päätyke- • * • *· hikoihin 3. Sellainen kannen liitos on myös esitetty kuvassa 2 tätä varten sopivien, kannen puolella olevien ruuvinreikien avulla. Sellaisissa toteutuksissa, joissa kannet 10, 11 kiinnitetään mu vein sivulevyihin 7 tai sivuseiniin 7b, putkitasomodulin 16 • · ♦ : muodostama modulipaketti järjestetään uivasti kansien 10, 11 väliin , johon se voi- ·:* 25 daan kiristää. Kannet 10, 11 on tätä varten varustettu sivulevyihin 7 ja vastaavasti • · · · ** • * · sivuseiniin 7b järjestetyin laipoin 20, jotka ruuvein 21 voidaan kiinnittää sivulevyi-hin 7 ja vastaavasti sivuseiniin 7b. Koska tasoputket 5 ovat jäähdytettyjä ja sivulevyt ♦ · · 7 ja vastaavasti sivuseinät 7b ovat jäähdyttämättömiä, tässä voi esiintyä erilaisia 107953 10 lämpölaajenemisia. Tästä syntyvät etäisyyserot on kompensoitava tiivisteillä 19. Käytettyjen O-renkaiden joustavuus on tätä varten mitoitettava vastaavalla tavalla. Laippojen 20 ja niitä sivulevyissä 7 ja vastaavasti sivuseinissä 7b olevien vastaavien vastepintojen väliin voidaan sovittaa ilmatiiviit tiivisteet 22, kuten kuvassa 3 on 5 esitetty. Sama pätee jäähdytintä ilmakanavaan 2 asennettaessa syntyvien liitosten osalta päätykehikoiden 3 alueella.

Kuvassa 3 sivulevyt 7 on esitetty 90 astetta käännettynä selityksen yksinkertaistamiseksi. Todellisuudessa ne kulkevat tässä piirustuksen kanssa samansuuntaisessa tasossa.

10 Modulipaketin putkitasomodulit 16, joita ei ole liitetty toisiinsa, voidaan kuvan 1 esittämällä tavalla toisistaan riippumatta työntää kulloiseenkin asennustilaan, eli sivuseinien 7b reunustamaan kanavan alueeseen. Tätä varten kuvassa 1 sivuseinien 7b ja kansien 10, 11 rajoittama asennustila on avattu toiselta sivulta. Tätä varten yleensä poistetaan toinen kansista 10, 11, tarkoituksenmukaisesti kääntökansi 11, jota ei 15 ole liitetty veden syöttöön ja poistoon. Tällä tavalla muodostuvan sisäänmenoaukon kautta voidaan putkitasomodulit 16 työntää sisään ja vetää ulos. Jotta tämä tehtäisiin *:· mahdollisimman helpoksi, putkitasomoduleissa 16 ja niiden asennustiloissa on toi- siinsa sovitettu, sisään- ja ulosvetosuunnassa sileät tukipinnat. Tätä varten ainakin ·« · • ·' yksi, tässä alempi sivuseinä 7b, on varustettu edellä jo mainituilla listoilla 23, jotka • · ];*** 20 on toteutettu liukukiskoina, ja joiden päällä putkitasomodulit 16 kulkevat putkile- « · * · · vyihinsä 6 muodostettujen tukipintojen 24 päällä. Kuvan 1 mukaisessa suoritusmuo- » * · dossa jokaisen putkitasomodulin 16 kummatkin putkilevyt 6 on varustettu vastaavin liukukiskoihin 23 kuuluvin tukipinnoin 24. Kuitenkin riittää, jos ainakin työntö- * · · : suunnassa edellä oleva, siis kuvassa 1 oikealla puolella esitetty putkilevy 6 on varus- 'l· 25 tettu vastaavin tukipinnoin. Kulloinkin taaempi putkilevy 6 voi tarttua portaaseen, » » · t,..: kuten kuvasta 3 voidaan nähdä.

• · • · · « · · ,*.··. Kuvan 1 mukaisessa suoritusmuodossa putkitasomodulien 16 kapeat sivut on varus- • · ♦ ·· 107953 11 tettu jo edellä mainituin, putkilevyjen 6 väliin järjestetyin levyelementein 7ä, joissa voi olla putkilevyjen 6 tukipintoihin 24 liittyvät, niitä vastaavat tukipinnat. Tällä tavalla muodostuu modulin puolella koko modulin pituudelta ulottuva, liukukiskojen 23 kanssa vuorovaikutuksessa olevat tukipinnat, joka johtaa pieniin paineisiin. Sa-5 maila näin muodostuu labyrintin tapainen tiiviste, joka estää ilmaa ohittamasta putkitasoa ulkopuolelta.

Erillisten putkitasomodulien 16 käsittelyn helpottamiseksi ne voidaan varustaa sopivin tarttumiselementein nostolaitteita tai vastaavia varten. Tätä varten voidaan putkilevyihin 6 järjestää silmukkapultit 25, joihin työntö tai vetolaite voidaan kyt-10 keä. Tarkoituksenmukaisesti putkitasomodulit 16 on lisäksi varustettu kulloisellakin keskellä olevalla nostosilmukalla 26. Tätä varten kuvan 1 mukaisessa suoritusmuodossa sivulevyt 7a on vahvistettu pitkittäis- ja poikittaisrivoin, jolloin silmukka 26 on järjestetty keskelle järjestettyjen poikittaisripojen keskelle, eli kulloisenkin putki-tasomodulin 16 painopisteen yläpuolelle. Erityisen suuren jäykkyyden aikaansaami-15 seksi voidaan putkitasomodulin 16 molemmat sivulevyt 7a liittää toisiinsa jäykisti-mien 27 avulla, joiden päät tätä varten on varustettu laipoin 29. Näihin voidaan . tarvittaessa myös kytkeä nostolaitteita jne. Kuvan 2 mukaisessa järjestelyssä jäykis- ··· • * i timien 27 ruuviliitos sivulevyihin 7 on irrotettava putkitasomodulien 16 purkamista I · » • · · varten.

• a • * • · Λ • t • » 20 Kuvien 4 ja 5 pohjana oleva välijäähdytin muodostuu, kuten edellä jo mainittiin, • Il . ·:·. samaten putkitasomodulista, jossa on useampia putkitasomoduleja 16, niille yhteisis- • · · $ tä kansista 10 ja 11, sekä vierekkäin järjestettyjen putkitasomodulien 16 putkilevy-jen 6 välissä kulkevaa ilman virtaustietä reunustavista sivulevyistä 7. Putkitasomo- • · · V · dulit 16 on myös sijoitettu vierekkäin asennustilaan, keskenään samassa tasossa 25 olevin putkilevyin 6. Kuvien 4 ja 5 mukaisessa toteutuksessa putkitasomodulit 16 on • « · l...: ruuvielimin 30 kiinnitetty kansiin 10, 11, toisin kuin kuvien 2 ja 3 mukaisessa suori- tusmuodossa. Tällöin sivulevyjä 7 ei kiinnitetä ruuvein kansiin 10, 11, vaan ne on • * · järjestetty vierekkäin järjestettyjen putkilevyjen 6 ulkonevien, laipan tapaisten reu- 107953 12 na-alueiden väliin, kuten kuvasta 5 nähdään. Sivulevyt 7 ulottuvat tässä myös kulloisenkin putkitasomoduliin koko paksuuden yli. Voitaisiin myös ajatella jakoa toisiinsa liittyviin, putkilevyjen 6 leveyttä vastaaviin kapeisiin levyelementteihin, samaan tapaan kuin kuvan 1 järjestelyssä. Kuvien 4 ja 5 mukaisen jäähdyttimen raken-5 teella on se etu, että putkitasomodulien 16 ja sivulevyjen 7 erilaiset lämpölaajenemiset eivät voi aiheuttaa putkilevyjen 6 ja kansien 10, 11 välisiä siirtymiä tai mittatole-ransseja. Jokaisen putkilevyn 6 alueelle järjestetyt, tarkoituksenmukaisesti myös O-renkaina toteutetut, kansiin 10 ja vastaavasti 11 nojaavien tiivisteiden ei tällöin tarvitse vastaanottaa mitään laajenemiseroja. Ruuvielimien 30 muodostaman ruuvi-10 liitoksen tarvitsee tämän vuoksi kestää vain veden paineen.

Ruuvielimet 30 on järjestetty kulloisenkin putkitasomodulin 16 pituussuuntaisen keskitason alueelle, ja ne tarttuvat vastaavasti kulloisenkin putkilevyn 6 keskellä olevaa symmetriaviivaa pitkin. Tällöin muodostuu voiman tasainen jakaantuminen ympärillä ulottuvien tiivisteiden 19 kaikille alueille. Vastaavasti kannet 10, 11 eivät 15 tässä tarvitse mitään reunalaippaa, vaan vain tiivistys vasteeksi valmistellun reunan. Väliseinät 12 on edellä olevan suoritusmuodon tapaan laajennettu siten, että muodostuu kahden vierekkäisen putkilevyn 6 välisen puskusauman ylittävä, kaksinker- • · · '**1 täisen leveyden omaava vastepinta kummankin putkilevyn tiivistettä varten. Mainit- i · · • v. tujen pituussuuntaisten keskitasojen alueelle järjestetyt ruuvielimet 30 ulottuvat • · • · :***: 20 vastaavasti kansien 10, 11 kammioiden 8, 9 läpi. Kannet on varustettu holkein 31 ·*« :*'.. ruuvielimiä 30 varten.

• ·· • · *

Esitetyssä esimerkissä ruuvielimien 30 päihin järjestetyt kierretapit tarttuvat putkile-vyjen 6 vastaaviin kierrereikiin. Voitaisiin kuitenkin myös ajatella, että järjestettäi-v : siin kummankin kannen 10, 11 läpi ulottuvat sideankkurit. Putkitasomodulin 16 25 purkamiseksi poistetaan kansi, tarkoituksenmukaisesti kääntökansi 11. Lisäksi on • * · L..: irrotettava vaihdettavan putkitasomodulin 16 ruuviliitokset toisessa kannessa, eli päätykannessa 10. Mikäli on järjestetty yksiosaiset sivulevyt 7, jotka on ruuvein lii- • * * L..: tetty putkilevyihin 6, myös putkitasomodulin 16 nämä ruuviliitokset on irrotettava.

107953 13 Tätä ei tarvita, jos käytetään sivulevyjä, joiden leveys vastaa putkilevyjen 6 leveyttä. Sisään- ja ulosvetämisen helpottamiseksi voidaan, samaten kuin edellä selitetyssä suoritusesimerkissä, järjestää sopivat tukipinnat. Yksiosaisten sivuseinien tapauksessa voitaisiin myös menetellä niin, että putkitasomodulin 16 purkamiseksi otetaan 5 pois vain yksi sivuseinä 7. Toinen sivuseinä ja kummatkin kannet 10, 11 voisivat tällöin jäädä paikalleen. Tällöin olisi vain poistettava putkitasomodulin 16 kummaltakin puolelta kannen puoleiset ja sivuseinän puoleiset ruuviliitokset. Paikalleen jäävien putkitasomodulien ruuviliitoksia voitaisiin riittävän asennusvälyksen aikaansaamiseksi pelkästään hieman löysätä.

10 Kaikissa keksinnön mukaisissä jäähdytinratkaisuissa voidaan jokainen putkitasomo-duli 16 purkaa erikseen, kun taas muut putkitasomodulit 16 pysyvät automaattisesti paikallaan, tarvitsematta lisätukea.

Yksinkertaisissa tapauksissa putkilevyä 6 kohti tarvitaan yksi kehällä oleva tiiviste. Kuvien 3 ja 4 pohjana olevassa tapauksessa putkilevyt 6 nojaavat tätä varten kansien 15 10, 11 samansuuntaisiin vastepintöihin. Luotettavuutta voidaan lisätä järjestämällä myös kaksi tai useampia peräkkäin porrastettuja tiivisteitä 19a, b. Sellainen esi-merkki on kuvien 7 ja 8 pohjana. Kahden peräkkäin porrastetun tiivisteen 19a, b # käyttö mahdollistaa yksinkertaisen tiiveyden valvonnan. Tätä varten kannet 10, 11 I* » • · * ·’ ·’ voidaan yksinkertaisesti varustaa peräkkäin porrastettujen tiivisteiden väliseltä alu- 20 eelta lähtevin tarkastusrei’in 32. Jos vesipuolen tiiviste vuotaa, kulloisestakin tar- • · • · · *·:». kastusreiästä 32 tulee vettä, niin että tämän tiivistyksen vastaava uudistaminen voi- k * · daan aloittaa heti. Toinen tiiviste estää vettä pääsemästä ilma-alueelle.

• « • 9 · . \,.t Tiivisteet 19 tai 19a, b voidaan järjestää kansia 10, 11 kohti oleviin putkilevyjen 6 • · · *. pintojen alueelle, kuten kuvissa 3 ja 4. Voitaisiin kuitenkin myös ajatella, kuten ku- • · · 25 vissa 7 ja 8 on esitetty, että tiivisteet järjestetään levyn kehän alueelle (kuva 7) tai » · • · « levyn kehän alueelle ja kannen puoleiseen levypintaan (kuva 8). Kummassakin ta- • · · • · · .’*·. pauksessa on varmistettava, ettei muodostu mitään takaleikkauksia, ainakaan sisään- • « 107953 14 työntösuunnassa edellä olevaan putkilevyyn 6, kuten kuva 3 esittää, jossa päätykant-ta 10 kohti olevat putkilevyt 6 eivät liity sivulevyihin 7 millään portaalla, toisin kuin vastakkaisella puolella olevat putkilevyt 6.

»·· »··« • · ♦ ft · ♦ • · · • · · 4 · · • · ·» ♦ ·»» ♦ · • · ··· • ♦ • ft • ft* • ··♦ « * · • * ♦ • · • · • · · ♦ · ♦ 4 · · 9 · 0 ♦ ♦ · · • * · ♦ • ftft • · ft · «1« ψ ft ft ft · • ft · ft ft ft·* ft ft ft ft ft ft ft

Claims (18)

107953 15

1. Vesi-ilma-lämmönvaihdin suuri moottoreita varten, erityisesti laivamoottoreita varten, edullisesti turboahtimen ahtaman ahtoilman jäähdyttämiseksi, jolloin 5 lämmönvaihtimessa ilman virtaustielle on järjestetty putkitaso, jonka ilman virtaussuuntaan nähden poikittain järjestettyihin tasoputkiin (5) voi ulkopuoli-sesti vaikuttaa ilma ja sisäpuolisesti vesi, jolloin ilma kanavoidaan vastakkaisten sivuseinäjärjestelyjen (7; 7b) ja näiden väliin järjestettyjen, tasoputkien (5) päät vastaanottavien putkilevyjen (6) välistä, ja jolloin tasoputket (5) ovat vesi-10 puolella yhteydessä putkilevyjen (6) ulkosivuille järjestettyjen, toisistaan poispäin oleviin kammioihin (8, 9), jotka muodostuvat putkilevyn päällä olevista kansista (10,11), jolloin edullisesti on järjestetty toisaalta ainakin kaksi toisistaan erotettua, veden syöttö-ja poistopuolelle (13,14) liittyvää kammiota (8, 9) ja toisaalta ainakin kaksi toisiinsa liittyvää kammiota (9, 8), tunnettu siitä, että 15 on järjestetty useampia, kulloinkin tasoputkien (5) ryhmän ja niiden päät vastaanottavia, omat putkilevyt (6) sisältäviä, erikseen käsiteltäviä ja vierekkäin sijoitettavia putkitasomoduleja (16), jotka samaan tasoon järjestetyin putkilevyin (6) putkitasomodulien (16) sisään-ja ulosviemistä varten voidaan avata ainakin . yhdeltä sivulta ilman virtaustien alueelta, jota reunustavat sivuseinäjärjestelyt ··· *'*' 20 (7; 7b), jolloin kummankin sivun keskenään samassa tasossa olevat putkilevyt • · · • · · (6) voidaan tiivistää toisistaan riippumatta kulloisellekin sivulle järjestetyn yhtei- • · sen kannen (10 vast. 11) suhteen kulloinkin ainakin yhdellä, putkilevyn reunan • · ympäri kiertävällä tiivisteellä (19). • · · • ·* • · · • · «

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että putkitasomoduleissa (16) ja niille osoitetussa asennustilassa on toisiinsa sovi- .···. tetut, sisään- ja ulosvientisuunnassa tasaiset tukipinnat (23, 24). ··* • · • · · • · ·

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu • · 30 siitä, että putkitasomodulit on toteutettu kapeina suorakulmioina, joilla on kaksi • · · ; asennustilan poikkileikkausta vastaavaa leveätä sivupintaa ja kaksi sivuseiniä (7; 7b) kohti osoittavaa kapeaa sivupintaa. 107953 16

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että tiivisteet on toteutettu O-renkaina.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu 5 siitä, että putkitasomoduliin (16) liittyvän asennustilan avaamiseksi voidaan poistaa veden syöttöön ja poistoon (13, 14) liitetyn kannen (10) suhteen vastapäinen kansi (11).

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu 10 siitä, että putkitasomodulit (16) voidaan kiristää yhteisten, sivuseinäjärjestelyi- hin (7; 7b) ruuvein kiinnitettävien kansien (10, 11) väliin ilman keskinäistä liitosta.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että ΟΙ 5 renkaina toteutettujen tiivisteiden (19) elastinen muodon muutos voi olla suurempi kuin putkitasomodulien (16) sivuseinäjärjestelyjen (7; 7b) käytössä esiintyvät laajenemisen erot.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen lämmönvaihdin, tun- • · i”·. 20 nettu siitä, että putkitasomodulit (16) voidaan yksitellen kiinnittää kansiin (10, • · · 11. ruuvein, ja että sivuseinäjärjestelyt (7; 7b) ovat väliin kiristettäviä.

• · • · ♦ ♦♦ • · • · ♦ · · :·. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että kannet (10, 11) nojaavat laipattomasti putkitasomodulien (16) putkilevyihin (6), ja että 25 kansien (10, 11) kammiot (8, 9) on varustettu likimain keskeltä läpi menevin ·:♦♦· ruuvielimin (30). ··· • · • · · ,v.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että • · · • · .···. ruuvielimien (30) sisäpäät tarttuvat päätylevyjen (6) keskialueelle järjestettyihin • 1« . ·. 30 kierteisiin. • · · • · ♦ ··· ♦ ♦ • ·

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että on järjestetty vastakkaisiin kansiin (10, 11) tarttuvat, läpimenevät sideankkurit. 107953 17

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että ainakin yksi sivuseinä (7b), edullisesti jäähdyttimen alapuolelle järjestetty sivuseinä (7b) on varustettu ilman virtaussuunnan suhteen poikittain kulkevin, silein liukukiskoin (23) ainakin putkitasomodulin (16) sisääntyöntösuun- 5 nassa etummaisen putkilevyn (6) siirrettävää tukemista varten.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että putkitasomodulien (16) jokaista putkilevyä (6) varten on järjestetty useampia, edullisesti kaksi, peräkkäin porrastettua, ympäri kiertävää tiivistettä 10 (19a, b).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että kannet (10, 11) on varustettu putkilevyihin (6) liittyvillä tarkastusrei'illä (32), jotka lähtevät kahden tiivisteen (19a, b) väliseltä alueelta. 15

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että putkitasomodulit (16) on varustettu niiden putkilevyihin (6) liittyvillä tartuntaelementeillä (25), edullisesti silmukkapulttien muodossa. • • 1 · • ·

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu • · · siitä, että putkitasomodulit (16) on varustettu toisen sivupinnan alueella, edulli- • · • · .·*·. sesti kapean sivupinnan alueella, keskelle järjestetyllä kantoelimellä(26). • · · • · • · • · ·

17. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu 25 siitä, että putkitasomodulit (16) on varustettu kapealle sivuilleen järjestetyin ·:··· sivulevyin (7a), jotka ovat tiivistettävissä läpimenevään sivuseinään (7b), edulli- ·***: sesti tiivistyshuulina toteutettujen tiivistyselementtien (17) avulla. • · · « · · t · · • · · .·1··.

18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu • · • · · 30 siitä, että putkitasomodulit (16) ovat samanlaiset. • · · • · · • · · · · 107953 18