FI64859B

FI64859B - Vaermevaexlare

Info

Publication number: FI64859B
Application number: FI770043A
Authority: FI
Inventors: John David Bertil Oestbo
Original assignee: Oestbo John D B
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1983-09-30
Also published as: AU504029B2; CS207380B2; DK27377A; IT1082381B; YU16477A; AU2125277A; CH600281A5; DD128907A5; DE2701633A1; JPS5290850A; FR2339151A1; FI64859C; BR7700351A; FI770043A7; GB1558836A; CA1079263A; FR2339151B1; US4285397A

Description

I ral KUULUTUSJULKAISU , , Q c n M («) utlAggningsskrift 64 85 9 ^ y ^ (51) K».lk.3/lnt.CL3 F 28 F 3/14- SUOMI —FINLAND (21) Pwwtcttiafcniii» —fttutiiwBfciilm 7J00k3 (22) HalnmbpaMI—AmMcnbifadag 07-01.77 ' **' (23) Alkupllvft—GlttiftMCKlaf 07-01.77 (41) Tullut lulktoakat —Bllvlt offamllg 23- 07.77

Patentti- ja rekisterihallitut .............

_ ^ ^ ' , (44) N»ht*vik»lp*no»< Ja luiuL|ullcaiaufl pvm. —

Patent· och registerstyrelsen v ' ΑμΜιμ uthfd och utl.tkrtftan publkurad 30.09.83 (32)(33)(31) Prrdvtty «tuoHtuut-e·*»* prtorltat 22.01.76 29.i2.76 Ruotsi-Sverige(SE) 7600671-7,

761U70U-O

(71)(72) John David Bertil Östbo, Byvagen 84-86, 151 52 Södertälje,

Ruotsi-Sverige(SE) (7*0 Oy Kolster Ab (54) Lämmönvaihdin - Värmeväxlare

Esillä olevan keksinnön kohteena on lämmönvaihdin, jossa on useita, kerroksittain päällekkäin asennettuja elementtejä, joiden jokaisen läpi virtaa toinen lämmönvaihtimen läpi kulkevista väliaineista, jolloin toinen väliaine kulkee elementtien ulkopuolella, sekä jokainen elementti on koottu kahdesta kiekkomaisesta levystä, jotka ovat ainakin suurimmaksi osaksi peilisymmetriset ja puristus-tai meistomenetelmällä varustettu niiden symmetriatasosta poispäin suunnatuilla kaarilla ja yhdessä rajoittaen ensin mainitun väliaineen virtauskanavan, jolloin levyjen ei-kaarevat osat ovat tiiviisti toisiaan vasten ja muodostavat yhtenäisiä pintaa suurentavia laippoja sekä ovat varustettuja aukoilla toisen väliaineen läpi kulkua varten, jonka lisäksi kanaviin on liitetty putki-istukat kohtisuoraan levyjen tasoa vastaan.

Keksinnön päätarkoituksena on saada aikaan yllä mainitunlainen lämmönvaihdin, jossa elementtien ulkopuolella sijaitseva väliaine voi virrata lämmönvaihtimen läpi kohtisuoraan elementtien tasoa vastaan. Tämä on sen pääasiallisen tunnusmerkin mukaan saatu aikaan siten, että putki-istukat muodostuvat levyjen kaulusmaisista ulospuristumista ja että useita vierekkäisten elementtien putki-istukoita on yhdistetty toisiinsa nousuputkien muodostamiseksi ensin mainittua väliainetta varten.

64859

On myös edullista, että nousuputket sijaitsevat levykiekkojen reunalovissa ja ovat kokonaisuudessaan niiden ääriviivan sisäpuolella siten, että vaippa pystyy sopivasti joka puolelta ympäröimään kiekot.

Keksinnön muina tarkoituksina on lämmönvaihtimen valmistuskustannusten alentaminen sekä sen toiminnan parantaminen. Se, miten nämä ja muut edut saavutetaan, käy ilmi seuraavasta, eräiden suoritusmuotojen selostuksesta, jolloin viitataan piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää perspektiivisesti keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaista lämmönvaihdinelementtiä, kuvio 2 esittää vaakakuvana kuvion 1 elementtiä, kuvio 3 esittää suurennetussa mittakaavassa aksiaalisena leik-kausena kahden toisen suoritusmuodon mukaisen lähekkäin olevan elementin osia, kuvio 4 esittää perspektiivisesti suorakulmaisilla elementti-levyillä varustetun elementtipaketin periaatteellista rakennetta, kuvio 5 esittää vaakakuvana kolmannen suoritusmuodon mukaista elementtiä, kuvio 6 esittää vaakakuvana neljännen suoritusmuodon mukaista elementtiä, kuvio 7 esittää leikkausta kuvion 6 nuolen VII-VII mukaan, kuvio 8 esittää perspektiivisesti viidennen suoritusmuodon mukaisen elementin osaa.

Kuvioissa 1 ja 2 on 1:llä merkitty lämmönvaihdinelementtiä, joka oleellisesti koostuu pyöreästä kiekosta 2. Useita tällaisia elementtejä voidaan sovittaa peräkkäin, ts. keskenään yhdensuuntaisiin tasoihin ja yhteistä geometrista keskiakselia pitkin.

Kukin kiekko 2 koostuu kahdesta levystä 3 ja 4, joilla kuvioiden 1,2 ja 5 mukaisissa suoritusmuodoissa on pyöreä ääriviiva, kun ne taas kuvioiden 4 ja 6 mukaan ovat suorakulmaisia. Kuhunkin levyyn on puristus- tai meistomenetelmää käyttäen, edullisesti pai-nosorvauksella, saatu aikaan pullistuma 5, jolla on oleellisesti puolipyöreä profiili. Pituussuunnassaan pullistuma seuraa silmukka-maista rataa, joka kuvioiden 1 ja 2 mukaan on kierukkamainen. Molemmat levyt 3, 4 ovat peilisymmetriset ja ne on liitetty yhteen symmetriatasoa pitkin. Niiden vastakkain sijaitsevat pullistumat 5 muodostavat kukin puolet putkimaisen kaavan 6 kehästä. Kanava on muodoltaan kaksoiskierukka, jonka molemmat pääteliitännät 9, 10 sijaitsevat elementin kehän lähellä.

64859

Kierukan kierrosten välissä sijaitsevat, muotonsa muuttamattomat ja yhä tasaiset levyjen osat 7 on yhdistetty keskenään kunkin levyparin sisällä, edullisesti saumahitsauksella. Tällä tavoin kanavan 6 sisäosa siis tiivistetään levyjen välisestä raosta. Tämä ei merkitse ainoastaan sitä, että eri kierukan kierrosten välinen oikosulkeva vuoto on estetty, vaan myös sitä, että - jos tällainen hitsisauma sovitetaan kunkin kanavan molemmille puolille ja sen lähelle - kierukan kierrosten välisten tasaisten osien 7 aine voidaan puhkaista ilman lämmönvaihtimen molempien väliaineiden yhteen-sekoittumisen vaaraa. Tähän palataan seuraavassa.

8:11a on merkitty laippojen 7 aukkoja. Nämä aukot voivat olla muodoltaan ja/tai kooltaan erilaiset, kuten kuviosta 2 käy ilmi. Niiden tehtävänä on muodostaa läpivirtauskanavia lämmönvaihtimen toista väliainetta varten, ja niiden etuina ovat alemmat valmistuskustannukset ja standardisointimahdollisuudet. Aukot voidaan yksinkertaisella ja huokealla tavalla tehdä meistämällä ja tehollista kokonaispoikkileikkauspintaa voidaan vaihdella varustamalla muuten identtiset elementit lukumäärältään ja kooltaan erilaisilla tällaisilla aukoilla. Erityisenä etuna on se, että tätä poikkileikkauspintaa voidaan helposti muuttaa lämmönvaihtimen käyttöönotonkin jälkeen, esimerkiksi jos kävisi ilmi, että aukot on ensin tehty niin pieniksi, että on olemassa täyttymisen vaara.

Elementin toisella sivureunalla sijaitsevat kierukkamaisen kanavan tuloaukko 9 ja poistoaukko 10, jotka on tarkoitettu liitettäviksi nousuputkiin.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan - katso kuvio 3 - tehdään myös nousuputket kuitenkin elementtien aineesta. Tämä voi tapahtua siten, että kustakin levystä puristetaan ulos kau-lusmainen putken istukka 11, joka sen jälkeen hitsaamalla tiiviisti liitetään viereisen elementin vastapäätä olevaan putken istukkaan. Näin muodostetut nousuputket 12 sijaitsevat elementtien ääriviivan sisäpuolella, jolloin elementit voidaan keskiöidä suhteellisesti .

Kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa on levyt, joilla tässä tapauksessa on suorakulmainen perusmuoto, kulmistaan varustettu reunalovilla 14, jotka vastaavat nousuputkien 12 profiilia. Tässäkin tapauksessa nousuputket siis sijaitsevat elementtien ääriviivan sisäpuolella. Joka toisen elementin kanava on liitetty kahteen nousuputkeen 12a, 12b, suorakulmion kahdessa lähekkäin sijaitsevassa kulmassa, ja muiden elementtien kanavat on liitetty kahteen 4 64859 nousuputkeen 12c, 12d elementtipaketin vastakkaisella puolella.

Tämän ansiosta lämmönvaihtimen valmistus, samoin kuin sen purkaminen helpottavat korjausta, tarkastusta tai puhdistusta varten. Kuten havaitaan, voidaan nimittäin tämän rakenteen ansiosta elementtirakenteen molemmat puoliskot helposti vetää erilleen sen jälkeen, kun laitteen vaippa on poistettu. Kutakin elementtiä kannattaa siis periaatteessa "vapaasti kantaen" kaksi nousuputkea sen yhdellä sivulla. Paremman vakavuuden aikaansaamiseksi on vä-like-elimiä (joita ei ole esitetty piirustuksessa) sijoitettu tueksi levyelementtien väliin.

Kuviosta 5 käy ilmi, ettei keksinnön mukainen rakenneperi-aate suinkaan ole sidottu kanavien 6 kierukan muotoon, vaan nämä voivat seurata mielivaltaista rataa levyjen tasossa. Tämä antaa rakentajalle suuren vapauden, erityisesti silloin kun paksujen putkien 15 on mentävä levyelementtien jonkin osan läpi.

Kuvioiden 6-8 mukaisesti aukot 8 on muodostettu meistämällä liuskoja 16, jotka on sen jälkeen taivutettu ulospäin elementtien tasosta. Tämä taivutus voidaan tehdä niin, että yhden ja saman elementin kaikki liuskat taivutetaan samaan suuntaan. Liuskojen jakaminen ryhmiin on kuitenkin sopivampaa, jolloin periaatteessa joka toinen liuska taivutetaan toiseen ja joka toinen toiseen suuntaan. Kuten kuvioissa 7 ja 8 on havainnollistettu.

Liuskat tarjoavat ensisijaisesti seuraavia teknisiä etuja. Ensiksikin pitenee aukkojen 8 läpi virtaavan väliaineen virtaustie ja toiseksi väliaineen virtauksen suunnan jatkuva muutos aiheuttaa pyörteilyä. Nämä molemmat tekijät saavat aikaan paremman lämmönsiirron molempien väliaineiden välillä. Kolmanneksi liuskat voivat myös toimia välikeosina tai mekaanisina tukina, niin että kanavien 6 ulkoseinät siis nojaavat liuskojen 16 päätyreunoihin.

Kuvioiden 7 ja 8 välisenä erona on se, että ensimmäisessä tapauksessa aukkojen 8 ulottuvuus kohtisuoraan putkia vastaan ylittää taivuttamattomien kaistojen pituudet, ts. osa levyaineesta on poistettu meiston yhteydessä.

Claims

5 64859

1. Lämmönvaihdin, jossa on useita, kerroksittain päällekkäin asennettuja elementtejä, joiden jokaisen läpi virtaa toinen lämmönvaihtimen läpi kulkevista väliaineista, jolloin toinen väliaine kulkee elementtien ulkopuolella, sekä jokainen elementti (2) on koottu kahdesta kiekkomaisesta levystä (3, 4), jotka ovat ainakin suurimmaksi osaksi peilisymmetriset ja puristus- tai meistomenetel-mällä varustettu niiden symmetriatasosta poispäin suunnatuilla kaarilla (5) ja yhdessä rajoittaen ensinmainitun väliaineen virtauska-navan (6), jolloin levyjen ei-kaarevat osat (7) ovat tiiviisti toisiaan vasten ja muodostavat yhtenäisiä pintaa suurentavia laippoja sekä ovat varustettuja aukoilla (8) toisen väliaineen läpikulkua varten, jonka lisäksi kanaviin (6) on liitetty putki-istukat (11) kohtisuoraan levyjen tasoa vastaan, tunnettu siitä, että putki-istukat (11) muodostuvat levyjen kaulusmaisista ulospuristu-mista ja että useita vierekkäisten elementtien putki-istukoita on yhdistetty toisiinsa nousuputkien (12) muodostamiseksi ensinmainittua väliainetta varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönvaihdin, tunnet-t u siitä, että nousuputket (12) sijaitsevat levykiekkojen (3, 4) reunalovissa (14) ja ovat kokonaisuudessaan niiden ääriviivan sisäpuolella siten, että vaippa (13) pystyy sopivasti joka puolelta ympäröimään kiekot.