FI64459C - Plattvaermevaexlare - Google Patents

Description

L.mJT] Γβ, KUULUTUSJULKAISU s a a v [b] (11) utläggningsskrift 644 5 9 C (45) Pc.i*n‘.M t:y 13 11 1333 ^^ (51) Ky.i«u^nt.a.3 F 28 D 9/00, F 28 F 3/00 SUOM I —Fl N LAN D (21) P«*nttlh*l«mu» — Pw*ntw»eknlnl 762505 (22) H»k*ml*pitvt — Anaeknlnpdtf 01.09.76 (Fl) (13) Alkupilvt—Glltlghetadag 01.09.76 (41) Tullut lulklMkii — Blhrlt off«ntll| 03.03.77

Patentti· ja raklstarlhallltue (44) Nihttvikilpwon ja kuuL)ulk*i*un pvm. — 0 o

Patent· och registerstyreltan An*6kan uttefd och utUkrKten pubttccrad 29.07.o3 (32)(33)(31) Pyydetty etuolkeui —Bugird prlorftet 02.09-75

Ruotsi-Sverige(SE) 7509716-2 (71) Parca Norrahajmmar AB, Fack, 56200 Norrahammar, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Göran Järvstrat, Linköping, Ruotsi-Sverige(SE) ilb) Yrjänä Vuori (51*) Levy lämmön vaihdin - PlattvärmeväLxlare

Kyseinen keksintö kohdistuu elementein varustettuun lämmönvaihtimeen, jotka elementit ovat helposti sopeutettavissa eri suuruisille virtauksille tai kahden aineen välisiin paineen eroihin levyn eri puolilla.

Aikaisemmin tunnettujen tavanomaisten levylämmönvaihtimien joukossa on tyyppi, jossa tiivisterenkaat on asennettu levyjen läpi kulkevalle ylivirtausaukolle vuorotellen tiloihin levypaketiksi koottujen levyjen väliin, levyjen muodon ollessa esimerkiksi suorakaide ylivirtausaukot kyseisiin tiloihin ja niistä pois sijaitsevat vastakkaisissa kulmissa, niin että aine kulkeutuu diagonaalisesti tilan läpi. Levyt on tavallisesti varustettu aaltomaisin kuvioin tai vastaavin, lämmönsiirron lisäämiseksi tai levyjen jäykistämiseksi, koska levyihin vaikuttava painovoimat aineitten paineen johdosta. Näiden aineiden tilat levyjen välissä voidaan kytkeä sarjaan toistensa jälkeen tai rinnakkain. Hinnakkaiskytkentään eli ohikytkentään, jonka johdosta osa virtauksesta ohittaa lämmönvaihtimen, on ryhdyttävä, kun aineiden virtausmäärät ovat erilaiset, 64459 mutta tästä on haittana laskeva vaikutusaste.

Tämän keksinnön eräänä tarkoituksena on saada aikaan lämmönvaihdin, jossa kummankin aineen tehokkaat virtaustiet voidaan tehdä erilaisiksi ja saattaa ainevirtaukset vastavirtaukseksi toisiinsa nähden. Täten voidaan optimoida siirretty lämpömäärä soveltuvin paineenlas-kuin. Tämä saadaan keksinnön mukaisesti aikaan aineiden virtaustei-den uusitulla jaolla, käyttäen sisäisiä oikosulkuja lukuisien yli-virtausaukkojen muodossa. Käytännön toteutuksena tämä voidaan toteuttaa siten, että aineet johdetaan kierukkoina levyn keskustasta laidoille päin tai päinvastoin, mieluiten niin että aineet toimivat vastavirtaan. Sovellutus virtaukseen/paineenlaskuun suoritetaan vähentämällä tai lisäämällä teoreettista kokonaisvirtausmat-kaa lisäämällä tai vähentämällä virtauskierukan nousua. Käytännössä tämä on mahdollista oikosulkemalla paikallisesti enemmän tai vähemmän todellisen kierukkakanavan kierroksia vierekkäisten kierrosten välisillä aukoilla. Muotoilemalla levyt siten, että näitä ylivirtausaukkoja on eri monta tai että ne ovat erisuuruisia saman levyn kummallakin puolella, saadaan aikaan edellä mainittu optimointi .

Lämmönvaihdin, jolla keksinnön tarkoitus saavutetaan, on valmistettava patenttivaatimuksen 1 tunnusomaisen osan mukaisesti. Esimerkki lämmönvaihtimen toteutuksesta keksinnön mukaisesti kuvataan seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, jotka esittävät kuvassa 1 vaakasuorana projektiona vaihtimeen kuuluvan levyn, kuvassa 2 hajoituspiirroksen useista pinotuista levyistä, kuvassa 3 leikkauksen, merkitty A-A:lla, kuvan 1 kahdesta vierekkäisestä levystä, kuvassa 4 leikkauksen levystä, suorassa kulmassa leikkaukseen A-A, kuvassa 4a leikkauksen B-B kuvassa 3» suorassa kulmassa leikkaukseen A-A, kuvassa 4b saman leikkauksen kuin kuvassa 4a, mutta levyjen välinen kulman ollessa toinen, kuvassa 4csamana leikkauksen kuin kuvassa 4b, mutta levyjen välinen kulman ollessa jälleen toinen, kuvassa 5 leikkauksen B-B useista toistensa päälle lämmönvaihti-messa sijoitetuista levyistä erilaisin keskinäisin sijoituskulmin.

Toteutuksessa, joka seuraavassa kuvataan, on pääasiallisina osina kuvan 1 mukaisia levyjä, jotka on valmistettu lämpöä johtavasta^ neutraalista materiaalista, esimerkiksi ruostumattomasta teräksestä. levyt on puristettu ja painettu kuvien esittämään muotoon, t.s joukko samankeskisiä harjanteita 1 muodostaa kohoumia 2 tai vas- 3 64459 taavasti laskeumia 3 levyn pintaan, joka harjanteiden välissä on tasainen ja muodostaa joukon samankeskisiä virtauskanavia harjanteiden väliin. Kanavat on yhdistetty kierukaksi katkonousuin, t.s. kanava vaihtuu ulommasta sisemmäksi virtausradaksi tai päinvastoin reikien 4 ja näihin järjestettyjen uudelleensuuntausharjänteiden 5 välityksellä, jotka yhdistävät kaksi lähekkäistä samankeskistä harjannetta. Levyjen keskustassa on pari reikää 6, 7 ja laidoilla vielä pari reikää 8,9. Kaksi näistä rei'istä, 6, 8 muodostaa levyn toisella puolen olevan kierukanmuotoisen kanavan alun tai vastaavasti lopun, ja kaksi jäljellä olevaa reikää, 7,9 levyn toisella puolen olevan kanavan alun ja lopun. Kuvassa 1 päällipuolen kanava on merkitty kokonaisilla nuolilla ja alapuolen kanava katkonuolilla.

Paitsi reikiä 4 on harjanteessa rivi koloja tai lovia 10. Näiden tarkoituksena on luoda ylivirtauskohtia vierekkäisten kanavien välille, minkä avulla voidaan saada aikaan joukko erilaisia kie-rukkamuunnoksia samalla levyllä. Kun levyt sijoitetaan päällekkäin, niin että kahden vierekkäisen levyn lovet tulevat toistensa kohdalle, syntyy tällainen ylivirtauskohta 11. Ylivirtauskoh-dan alaa voidaan vaihdella kiertämällä levyä suhteessa toiseen levyyn; ylivirtaus voi tämän seurauksena myös kokonaan jäädä tapahtumatta, t.s. toisen levyn harjanne peittää toisen levyn loven. Kuva 4 a esittää tangenttiaalileikkausen B-B, johon sisältyy kaksi ylivirtauspaikkaa 11 täydessä laajuudessaan. Kuva 4b esittää saman leikkauksen, jossa alempi esitetyistä levyistä on kierretty kulmaan, joka on yhtä suuri kuin kahden loven 10a, 10b välinen jako. Tämän johdosta kaksi lovea peittyy, yksi kummassakin levyssä, kaksi jälellä olevaa muodostavat ylivirtauspaikan 11. Kuvassa 4c alempi levy on kierretty kulmaan, joka on yhtä kuin puolet lovien 10 välisestä jaosta, mikä peittää kaikki lovet. Joukko konstruktiivisia vaihtoehtoja on ajateltavissa, esim. eri lukumäärä lovia kummankin puolen levyä, tai lovet siirrettyinä eri kulmiin levyn kummankin puolen, eri suuruiset lovet jne. Toiselle aineelle voidaan siis järjestää ylivirtauskohtia kuvan 4a mukaan eikä toiselle ensinkään, kuten kuva 4c esittää. Osan pinosta, jolla on tällainen siirtymäkuvio, esittää kuva 5» jossa siis leikkaus B-B on ulotettu useihin levykierroksiin pinossa.

Esim. tulppalämminvesivaihtimen ollessa kyseessä saattaa yksi tai useampi ylimääräinen kokoojakanava 12 olla sopiva, pyrittäessä esimerkiksi radiaattorista tulevan primääri·vesipalautuksen tai vastaavan lisäykseen. Nämä ylimääräiset kanavat jakavat levyn esilämmi tlnosaan ja jälkilämmitinosaan.

i 4 64459

Levyt voidaan tavanomaisesti varustaa painalluksella 13 virtaus-kanavissa, jotka ohjaavat levyt toisiaan vasten, niin että levyn kummankin puolen voidaan ylläpitää erilaista painetta. Laidoilla ja kokoojakanavien kohdalla levyt tiivistetään toisiaan vasten pakkauksin 14.

Tässä esitetty ja kuvattu lämmönvaihtimen toteutus on esimerkki siitä, miten keksintö voidaan toteuttaa. Paitsi mainittuja yhdistelmiä on tietenkin olemassa muita, joissa toisella aineella on nolla, yksi tai kaksi ylivirtauskohtaa ja toisella kaksi, yksi tai ei yhtään. Ylimääräisessä kokoojakanavassa 12 tapahtuvan lisäyksen sijasta voidaan luonnollisesti järjestää myös tyhjennys sellaisen kautta.

Claims (5)

5 64459

1. Levylämmönvaihdin käsittäen lämpöä Johtavia, toistensa päälle pinottuja levyjä Jossa levyt ovat puristettu Ja/tai painettu muotoon, Joka käsittää kierukanmuotoisia harjanteita, (1) muodostaen laskeumia tai vastaavasti kohoumia, Jolloin levyn toisella sivupinnalla olevat laskeumat muodostavat vastaavat kohoumat toiselle sivupinnalle, Ja harjanteiden välissä on virtauskanavia, Joissa eri kierrokset Jatkuvasti vaihtuvat toisiksi Ja Joiden päät ovat yhteydessä yhdyskanaviin (8), Jotka ovat suorassa kulmassa levyjen tasoihin, sekä että kohoumat (2) pinon kahden vierekkäisen levyn toisiaan vasten kääntyneissä sivupinnoissa ovat toisiaan vasten Ja muodostavat virtauskanavien seinämät tunnettu siitä, että ylivertauskohdat (11) kahden ainakin yhden kohouman erottaman virtauskanavan välillä on järjestetty katkoin tai lovin (10) toisen levyn kohoumiin tai harjanteisiin, Jotka on saatettu kokonaan tai osittain osumaan yhteen toisen levyn kohoumissa tai harjanteissa olevien vastaavien katkojen tai lovien kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen levylämmönvaihdin, tunnet-t u siitä, että kummassakin sivupinnassa olevat harjanteet käsittävät samankeskeisiä ympyränmuotoisia harjanteita, joiden eri kierrokset ovat yhteydessä toisiinsa erityisten ulosjehtoharjänteiden (5) ja näiden harjanteen suunnassa olevien aukkojen (4) välityksellä sekä siitä, että ylivirtauskohdan poikkipinta-ala säädetään kiertämällä toista levyä tietyn kulman toiseen nähden.

3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen levylämmönvaihdin, tunnettu siitä, että lämpöä vaihtavaa ainetta johdetaan yhden pinosta mielivaltaisesti valitun levyn toisella puolen oleviin kanaviin ja toista ainetta johdetaan vastavirtaan ensinmainittuun nähden levyn toisella puolen oleviin kanaviin.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen levylämmönvaihdin, tunnet-t u siitä, että laskeumissa samoinkuin kohoumissakin kummankin levyn sivupinnan samalla puolen on katkoja tai lovia.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen levylämmönvaihdin, tunnet-t u siitä, että mainitun sivupinnan laskeumat muodostavat kohoumia toiselle sivupinnalle, jotka ovat lähimmän levyn kohoumien kohdalla ja muodostavat näiden kanssa virtauskanavia, joiden välissä olevat yhteen osuvat katkot tai lovet muodostavat lisää ylivirtauskohtia.