FI71009B - Vaermevaexlare - Google Patents

Description

71 009 Lämmönva ihdin

Keksinnön kohteena on lämmönvaihdin käsittäen vaipan, missä on sisäänmeno ja ulostulo läpi vaihtimen kiertävälle 5 aineelle ja useita putkia sijoitettuina vaipan sisälle tuettuina useilla ohjauslevyillä, jolloin putket muodostavat put-kinipun keskiöputken ympärille, mikä on sijoitettu vaipan sisälle.

Tällainen lämmönvaihdin esitetään GB-natenttijulkai-10 sussa 176 753. Tämä tunnettu lämmönvaihdin käsittää pyöreistä metallilevyistä koostuvat ohjauslevyt,, joita on säteittäi-sesti lovitettu samankaltaisin välein. Useampi näin muodostettu erillinen sektori on taivutettu siten, että aikaansaadaan sarja puhaltimen muotoisia siipiä. Siipiin on hitsattu 15 pystysuuntaisia etäisyystankoja, jotta siivet pysyisivät erillisessä suhteessa siten, että tangot ja ohjauslevyt muodostavat yhtenäisen jäykän rakenteen, jolloin ohjauslevyt eivät ole yksittäin säädettävissä. Lisäksi ei ole olemassa mahdollisuutta kiristää putkia ohjauslevysegmenteissä sen 20 jälkeen kun putket on sijoitettu aukkoihin, joissa on toleranssi putkien "löysälle sovitukselle". Lisäksi osa putkista sektoriohjauslevysiipien välisistä ohjauslevysiipien pu-hallimaisessa sovituksessa jäävät siten, että putkien värähtelyä ei voi välttää paineen kasvaessa johtuen riittämättö-25 mästä putkituennasta.

Tämän keksinnön tehtävänä on siksi aikaansaada lämmönvaihdin, mikä takaa korkean lämmövaihdon minimi painehä-viöllä, häiriöttömän mekaanisen rakenteen, mikä sopeutuu erilaisiin toimintaolosuhteisiin (paine, lämpötila, nopeu-30 det, aine) ja perustuu sarjavalmisteisiin, ennakolta valmistettuihin komponentteihin. Toinen keksinnön kohde on aikaansaada lämmönvaihdin, millä on alhainen paino ja alhaiset valmistus-, asennus-, toiminta- ja huoltokustannukset.

Keksinnön kohde saadaan aikaan lämmönvaihdinrakentecl-35 la, jossa ohjauslevyt ovat yksittäin säädettävät.

2 71009 Tämän keksinnön mukaisen lämmönvaihtimessa ilmeiset edut johtuvat siitä seikasta, että ohjauslevyt eivät ainoastaan ole säädettävissä keskiöputken ohjausholkeissa pystysuuntaisten akseleidensa ympäri suhteessa keksiöputken akse-5 liin vaan niitä voi myös siirtää ylös ja alas pitkin mainittua akselia keksiöputkessa olevan yksinkertaisen mekanismin avulla, jolloin myös lämmönvaihdinputket kiristyvät.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin lämmönvaihdintoteutuksen yhteydessä, mikä on erikoisen 10 sopiva keksinnön kohteeksi ja mikä esitetään oheisissa piirustuksissa, joissa:

Kuva 1 esittää kaaviollisesti leikkauksen lämmönvaih-timesta, missä on keskiöputki ja ohjauslevyt, kuva 2 on yksityiskohtainen piirustus ohjauslevyjen 15 kiinnitys- ja siirtomekanismista, ja kuva 3 on perspektiivikuva ohjauslevystä, missä on taivutettu reuna lauhteen keräämistä ja poistoa varten.

Kuvassa 1 on kaaviollisesti esitetty leikkaus lämmön-vaihtimesta käsittäen vaipan (1) sisääntuloineen (2) lämmi-20 tys/jäähdytysaineen virtaamiseksi sisään tangentin suuntaisesti. Vastaava aineen ulosmeno sijaitsee vaipan toisessa päässä (ei ole näytetty kuvassa).

Vaipan pohja (3) ja yhdyskappa (4) putkinippua varten ovat perinteisen vaippa & putki-lämmönvaihtimen tunnetut 25 komponentit. Keskiöputki (6) sorvattuna molemmista päistään ja keskeisesti kiinnitettynä putkipäätyihin (5) antaa suo-situssuunnan putkinipun suunnittelulle.

Liikuteltavat ohjauslevyt (7), mitkä samalla tukevat lämmönvaihtimen putkia (8), on varustettu usealla aukolla, 30 joiden läpi putket on sijoitettu, ja ovat tarkasti sovitetut suosituslinjaan nähden sekä kaltevuudeltaan että etäisyydeltään. Veto-työntötankoa (9) sijoitettuna keskiöput-keen, mikä on kytketty liikuteltaviin ohjauslevyihin (7), käytetään pingoittamaan lämmönvaihtimeen putkia (8).

3 71009

Ohjauslevyjen kiinnittämisen periaate keskiöputkeen ja näiden ohjauslevyjen liikutusmekanismi on esitetty kuvassa 2. Ohjauslevyt (7) on varustettu pultilla (10), kiinnitettynä edelliseen hitsauksella (11) kuten kuvassa on 5 esitetty. Keskusputki (6) on varustettu usealla ohjaus- hoikilla (12) pulttien (10) ohjauslevyineen sijoittamista varten, mitkä ohjauslevyt ovat liikuteltavissa keskiöputkeen nähden.

Ohjauslevyt on ryhmitetty pareittain kuten kuvassa 10 on esitetty, joko yllä esitettyinä liikuteltavissa ohjaus- levyinä tai vaihtoehtoisesti kiinteinä ohjauslevyinä kiinnitettyinä pulteilla (10) (ei esitetty kuvassa) suoraan keskiöputkeen. Ohjauholkit (12) kiinnitettyinä keskusput-keen, on varustettu ohjaavilla urilla, mitkä on kiinnitet-15 ty ohjauslevyjen alareunoihin (13) sillä tavalla, että ohjauslevyjen vastaava asento ja kulma keskiöputken keskiviivaan ja toisiinsa nähden on kiinteä.

Ohjausholkit (12) on varustettu läpimenevillä aukoilla (14) siten, että veto-painotanko (9) voidaan pistää 20 läpi keskiöputken kaikkien hoikkien. Itse veto-painotanko, mikä vaikuttaa ohjauslevyihin (7) ohjauspulttien (10) kautta siten, että nämä liikkuvat ulos keskiviivasta vaippaa kohti ja tällä tavalla puristavat lämmönvaihtimen putkia (8), on muotoiltu sylinterimäiseksi tangoksi, jolla on kaksi 25 erilaista halkaisijaa. Ylimeno-osa (16) vetosuunnassa näi den kahden halkaisijan välillä on kartiomainen ja tämä kartio takaa lämmönvaihtimen putkien siirron liikuteltaessa veto-painetankoa.

Täten lämmönvaihtimen putket on kiristetty ja put-30 kien värähtelyt estetty. Veto-painotanko voi olla muotoiltu myös siten, että ohjauslevyt liikkuvat toiseen suuntaan kuin oikealle keskiöputkeen nähden.

Kuva 3 esittää ohjauslevyn (7) kiinnitettynä kiin-nityspulttiin (10) ja varustettuna taivutetulla reunalla 35 (15). Pystysuoraan asennetussa lämmönvaihtimessa tällainen 71009 4 taivutettu reuna toimii kokoavana kouruna lauhteen poistamista varten, mitä lauhdetta lämmönvaihtimen määrätyissä olosuhteissa muodostuu putkien pinnoille vähentäen lämmönsiirtoa vapaalla virtauksella putkia pitkin. Säädettävät 5 ohjauslevyt on kiinnitetty keskiöputkeen kulmassa, mikä tekee mahdolliseksi lauhteen siirtymisen ohjauslevyä pitkin taivutettua reunaa kohti, ja edelleen vaipan sisäpintaan niin että ohuen, jatkuvan lauhdekalvon muodostuminen putkien pinnalle vähenee.

10 Edellä esitetty ja oheisissa kuvissa 1-3 kuvattu keksinnön mukainen lämmönvaihdin toimii seuraavalla tavalla :

Parittain ryhmitetyt ja yksilöllisesti säädettävät ohjauslevyt tarjoavat suuren joustavuuden vaipan sisällä 15 tapahtuvan virtauksen dynamiikan säätämiseen nähden. Sarja valmisteisten, esivalmistettujen komponenttien pohjalta on mahdollista valita ohjauslevyjen väliset etäisyydet ja ja niiden kaltevuudet virtausnopeuden vaihtelemiseksi suurissa rajoissa ja virtausmallin valitsemiseksi optimaali-20 seksi annetuissa olosuhteissa, annetulla aineella tai läm mönvaihtimeen koolla/kapasiteetilla. Keskiöputki, mikä on kokoonpantu yksiköllisesti muotoilluista ja sovitetuista ohauslevyjen erillisistä osista, sallii muuntelut virtauksen laadussa, korkeista nopeuksista sisääntulo-osassa alem-25 piin nopeuksiin ulosmenossa, missä tällainen laitteisto on sopiva tehokkuuteen nähden vaikeissa olosuhteissa kuten raskaissa (likaisissa) palveluissa, inerteillä kaasuilla jne. Niin kutsuttujen "kuolleiden vyöhykkeiden " esiintyminen, mikä on tyypillistä perinteisille vaippa ja putki-30 lämmönvaihtimille vähentyneine lämmön siirtoineen ja sakan muodostumisineen joihinkin osiin esim. ohjauslevyjen taakse. on käytönnollisesti katsoen eliminoitu.

Lämmönvaihtimen putkien pingoitusmenetelmä niiden sijoittamisen jälkeen ohjauslevyjen aukkoihin tekee mah-35 dolliseksi käyttää suurempaa välystä ohjauslevyaukkojen ja putkien välissä. Toleranssivaatimus on alempi, työ put- 5 71009 kien sijoittamiseksi ohjauslevyihin on helpompi ja samalla voidaan käyttää halvempia putkia ja putkien värähtelyvaara on edelleen eliminoitu.

Koko putkinipun rakenne kiinteän keskiöputken ympä-5 rillä, mitä keskiöputkea on käytetty suosituslinjana, hel pottaa mekanisointia/automatisointia komponenttien valmistuksessa ja kokoonpanossa, ja samalla riittävä tarkkuus-aste koko lämmönvaihtimen rakenteessa on automaattisesti varmistettu.

10 Kuvissa 1-3 esitetty ja edellä kuvattu lämmönvaih- din esittää vain yhtä käytännön toteutusta keksinnöstä.

Muita ilmoitetun lämmönvaihtimen rakenteita ja muunnoksia voidaan käyttää tämän keksinnön suojapiirissä. Esimerkkinä tarkoituksesta saavuttaa myös edullisempi paineen alennus-15 ominaiskäyrä lämmönvaihtimen pituussuunnassa virtausdyna miikan ehdoilla vaipan puolella, voidaan käyttää tavallisten, symmetristen ympyräpoikkipintaisten putkien asemesta lämmitys/jäähdytyselementteinä putkinipussa putkia, joilla on soikea poikkipinta kuten elliptisiä putkia, lit-20 teitä soikioputkia tai pisaranmuotoisia onttoja profii leja, joissa niiden poikkipinnan pituusakselin suunta on oleellisesti identtinen nestevirtauksen pääsuunnan kanssa vaipan sisällä. Erikoisyhdistelmä aineen tangentiaalisesta sisääntulosta kierteen muodostavine väliseinineen, minkä 25 muodostaa säiliössä olevat säädettävät ohjauslevyt, ja soikiopoikkipintaiset putket sovitettuina keskeisesti ympyröihin aikaansaavat lämmönvaihtimessa edelleen alenevan painehäviön. Etäisyys putkien keskeisten ympyröiden välillä nipussa voidaan tehdä samaksi kuten kuvassa, tai se voi 30 vaihdella pitkin vaipan poikkipintaa.

Ohjauslevyt voidaan myös varustaa yhdellä tai useammalla uralla taivutetun reunan asemasta kuten kuvassa 3 on esitetty. Urien lukumäärä ja sijainti voi vaihdella riippuen lauhteen sakeudesta, koostumuksesta ja määrästä.

Claims (7)

71009 6

1. Lämmönvaihdin käsittäen vaipan (1), missä on sisäänmeno ja ulostulo läpi vaihtimen kiertävälle aineelle ja 5 useita putkia (8) sijoitettuina vaipan sisälle tuettuina useilla ohjauslevyillä (7), jolloin putket (8) muodostavat putkinipun keskiöputken (6) ympärille, mikä on sijoitettu vaipan (1) sisälle, tunnettu siitä, että ohjausle-vyt (7) ovat yksittäin säädettävät.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että ohjauslevyt (7) ovat liikkuvia keskiöputkeen (6) nähden, joka keskiöputki (6) on varustettu kiinnitysvälineillä useampaa yksittäin säädettävää oh-jauslevyä varten.

3. Patenttivaatimuksen 1 ja/tai 2 mukainen lämmönvaih din, tunnettu siitä, että keskiöputki (6) on koak-siaalinen vaipan pituusakseliin nähden ja varustettu useammalla ohjausholkilla (12), jolloin myös yksittäisesti säädettävät ohjauslevyt (7) ovat liikkuvia keksiöputkeen näh- 20 den keskiöputkeen sijoitetun veto-painomekanismin avulla.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että ohjauslevyt (7) ovat liikkuvia suorassa kulmassa keskiöputkeen (6) nähden.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen lämmönvaihdin, 25 tunnettu siitä, että veto-painomekanismi on veto- painotanko (9),

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että veto-painotanko (9) on muotoiltu rungoltaan sylinterimäiseksi, missä on kaksi erisuurta 30 halkaisijaa ja kartiomainen siirtymäosa (16) erihalkaisi-jaisten osien välillä.

7. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että keskiöputki (6) on sijoitettu epäkeskeisesti vaipan pituusakseliin nähden.