FI73311B - Regenerativ vaermevaexlare. - Google Patents

Description

1 73311

Regeneratiivinen lämmönsiirrin Tämän keksinnön kohteena on regeneratiivinen lämmön-siirrin, joka muodostuu kotelosta, jossa on aukot, joiden 5 kautta kotelon sisätila on yhteydessä virtauskanaviin, välilevyt, jotka jakavat kotelon sisätilan lämmönvaraus-aineen tävttämiin kennoihin, ja kotelon aukkojen kohdalla sijaitsevat luistit väliainevirtojen ohjaamiseksi vuorotellen eri kennoihin. Tällaiset tunnetut regeneratiiviset läm-10 mönsiirtimet muodostuvat yleensä suuntaissärmiön muotoisesta kotelosta, jonka päissä on aukot, jotka ovat yhteydessä väliaineen virtauskanaviin. Nämä lämmönsiirtimet toimivat vastavirtaperiaatteella, mikä tarkoittaa sitä, että väliaine virtaa vierekkäisten kennojen läpi vastakkaisiin 15 suuntiin. Virtauskanavat ja luistit on jaettu kahteen osaan tasoa pitkin, joka on kohtisuorassa lämmönsiirtimen välilevyjä vastaan, jolloin virtauskanavien eri osissa virtaa-vat väliaineet kulkevat lämmönsiirtimesssä eri kennojen läpi. Koska virtauskanavan puolisko on kohdakkain vain 20 lämmönsiirtimen toisen puoliskon kanssa, on osa väliainees- ta saatava virtaamaan lämmönsiirtimen sisällä sivusuunnassa, jotta väliaine leviäisi kennon koko sisätilaan. Tämä saadaan aikaan siten, että luistin ja lämmönvarausaineen väliin jätetään tyhjä tila, ns. sekoittumistila, jonka kat-25 kaisevat vain välilevyt ja jossa väliaine pääsee siirtymään sivusuunnassa saapuessaan lämmönsiirtimeen ja poistuessaan siitä.

Näiden tunnettujen vastavirtaperiaatteella toimivien regeneratiivisten lämmönsiirtimien eräs epäkohta on se, 30 että niissä esiintyy aika merkittävää vuotoa virtauskanavien puoliskojen välillä. Väliainetta virtaa nimittäin virtauskanavan siitä puoliskosta, jossa on korkeampi paine, luistin ja välilevyjen toisiaan vasten olevien pintojen välistä sekoittumistilaan ja täältä jälleen luistin ja 35 välilevyjen tiivistyspintojen välistä virtauskanavan siihen 2 73311 puoliskoon, jossa on alempi paine. Väliaine virtaa siten virtauskanavan toisessa puoliskossa lämmönsiirrintä kohti, kääntyy sekoittumistilassa ja palaa takaisin virtauskanavan toisessa puoliskossa. Vuodon esteenä on vain kaksi tiivis-5 tyskohtaa. Lisäksi on selvää, että sekoittumistilat tekevät lämmönsiirtimestä pitemmän kuin mitä varsinaisen lämmönsiirron kannalta olisi tarpeen.

Tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan regene-ratiivinen lämmönsiirrin, jossa vuodot ovat huomattavasti 10 pienempiä kuin tunnetuissa samantapaisissa lämmönsiirti- missä ja jonka tilantarve on pienempi. Keksinnön mukaiselle lämmönsiirtimelle on tunnusomaista, että lämmönsiirrin on rakennettu toimimaan ristivirtaperiaatteella ja että jokaisen aukon kohdalla on luisti. Ristivirtaperiaatteella 15 toimivassa lämmönsiirtimessä on neljä aukkoa, jotka on kukin yhdistetty virtauskanavan yhteen puoliskoon. Koska ristivirtaperiaatteella toimivissa lämmönsiirtimissä virtauskanavan puolisko avautuu lämmönsiirtimeen sen yhden sivun koko alueelta, väliaineen ei tarvitse lainkaan vir-20 rata sivusuunnassa, joten sekoittumistilat voidaan jättää pois. Tämän ansiosta vuodot vähenevät ratkaisevasti, koska vuotovirtojen on kuljettava luistien ja välilevyjen tiivis-tyspintojen välistä ja lisäksi kennojen lämmönvarausaineen kautta. Tällaisen regeneratiivisen lämmönsiirtimen koko on 25 lisäksi pienempi kuin tunnettujen regeneratiivisten lämmön-siirtimien koko.

Luistit voidaan yksinkertaisesti tiivistää välilevyihin nähden siten, että välilevyt ulkonevat aukkojen kohdalla lämmönvarausaineesta ja että luisteissä on välimatkan 30 päässä toisistaan sijaitsevia yhdensuuntaisia sulkuosia, jotka ovat poikkileikkaukseltaan U:n muotoisia, jolloin U:n haarat painautuvat tiivistävästä välilevyjen ulkonevia osia vasten.

Keksinnön mukaista lämmönsiirrintä selitetään seu-35 raavassa tarkemmin oheiseen piirustukseen viitaten, jossa kuvio 1 esittää lämmönsiirrintä aksonometrisenä kuvana ja 3 73311 kuvio·2 esittää pystyleikkausta kuvion 1 viivaa II - II pitkin.

Kuviossa 1 on esitetty lämmönsiirrin, joka on muodostettu kotelosta 1, joka koostuu kahdesta päätylevystä 5 2 ja päätylevyt toisiinsa liittävistä kulmaprofliloista 3.

Kunkin kulmaprofiilin 3 sisäpuolelle on lisäksi kiinnitetty L-profiili 4.

Kotelon 1 sisätila on jaettu kuuteen kennoon pääty-levyjen 2 suuntaisillä välilevyillä 5, ks. kuvio 2. Kennot 10 on tavanomaiseen tapaan täytetty aaltomaisilla metallilevyillä 6, jotka toimivat lämmönvarausaineena.

Kotelon jokaisella sivulla on kulmaprofiilien 3 välissä aukko, jonka kautta lämmönsiirrin on yhteydessä vir-tauskanvan yhteen puoliskoon ja jossa on väliainevirtausta 15 ohjaava luisti 7. Kukin luisti koostuu kahdesta pystysuuntaisesta U:n muotoisesta profiilista 8, jotka sijaitsevat kulmaprofiilin 3 ja L-profiilien 4 välisessä tilassa, ja profiilien 8 välisistä vaakasuorista, kourunmuotoisista sulkuosista 9, jotka avautuvat sisäänpäin. Välilevyjen 5 20 reunat ulottuvat lämmönvarauslevyjen 6 reunoja pitemmälle, : ks. kuvio 2, ja sulkuosat 9 on sijoitettu välilevyihin nähden siten, että sulkuosien uuma sijaitsee välilevyjen reunan ulkopuolella ja haarat välilevyjen ulkonevien osien kohdalla. Luistin sulkuosien haarojen ja välilevyjen ulko-25 nevien osien väliin saadaan tällä tavalla aikaan tiivistävä vaikutus haarojen painautuessa välilevyjä vasten.

Keksinnön mukainen lämmönsiirrin asennetaan virtaus-kanaviin siten, että se toimii ristivirtaperiaatteella. Kotelon oikeanpuoliset aukot (kuvio 1) liitetään tällöin 30 toiseen virtauskanavaan ja vasemmanpuoliset aukot toiseen virtauskanavaan. Kuviossa 1 esitetyssä tapauksessa väliainetta virtaa vasemmanpuoleisesta aukosta oikeanpuoleiseen aukkoon tai päinvastoin ylimmän sekä kolmanneksi ja viidenneksi ylimmän kennon kautta, kun taas edustalla ja taustal-35 la oleviin aukkoihin tuotu väliaine virtaa toiseksi, neljänneksi ja kuudenneksi ylimpien kennojen kautta. Sopivan ajan 4 73311 kuluttua edustalla ja taustalla olevia luisteja 7 siirretään kennon verran alaspäin ja vasemmalla ja oikealla olevia luisteja siirretään vastaavasti ylöspäin.

Vuotovirrat esimerkiksi edustalla olevasta aukosta 5 oikealla olevaan aukkoon joutuvat kulkemaan sulkuosien 9 haarojen ja välilevyjen välistä kennoon ja sieltä jälleen sulkuosien ja välilevyjen välistä virtauskanavaan. Kennoissa sijaitsevat aaltolevyt aiheuttavat vuotovirroissa paine-häviöitä, joiden vaikutuksesta vuodot pienenevät tunnettui-10 hin regeneratiivisiin lämmönsiirtimiin verrattuna, joissa tätä painehäviötä ei esiinny. Pienten ulkomittojensa ansiosta keksinnön mukainen lämmönsiirrin voidaan sijoittaa rekuperatiivisten, ristivirtaperiaatteella toimivien lämmön-siirtimien paikalle, mikä on erittäin edullista, koska re-15 kuperatiivisia lämmönsiirtimiä vaihdetaan yleisesti regeneratiivisiin lämmönsiirtimiin viimeksi mainittujen paremman hyötysuhteen vuoksi.

Claims (2)

5 73311

1. Regeneratiivinen lämmönsiirrin, joka muodostuu kotelosta (1), jossa on aukot, joiden kautta kotelon sisä- 5 tila on yhteydessä virtauskanaviin, välilevyt (5), jotka jakavat kotelon sisätilan lämmönvarausaineen (6) täyttämiin kennoihin, ja kotelon aukkojen kohdalla sijaitsevat luistit (7) väliainevirtojen ohjaamiseksi vuorotellen eri kennoihin, tunnettu siitä, että lämmönsiirrin on raken-10 nettu toimimaan ristivirtaperiaatteella ja että jokaisen aukon kohdalla on luisti (7) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirrin, tunnettu siitä, että välilevyt (5) ulkonevat aukkojen kohdalla lämmönvarausaineesta (6) ja että luisteissä 15 (7) on välimatkan päässä toisistaan sijaitsevia yhdensuun taisia sulkuosia (9), jotka ovat poikkileikkaukseltaan U:n muotoisia, jolloin U:n haarat painautuvat tiivistävästi välilevyjen (5) ulkonevia osia vasten.