FI74347C - Tvaokrets-vaermevaexlare. - Google Patents

Description

74347

Kaksipiirinen lämmönvaihdin

Esillä olevan keksinnön kohteena on kaksipiirinen, kahdesta putkijärjestelmästä koostuva lämmönvaihdin.

Lämmönvaihtimissa, joita käytetään esim. kaukolämpöjärjestel-missä, joissa kaukolämpövesi on ensiöpiirissä suuremman esim.

5-20 baarin paineen alaisena ja käyttövesi on toisiopiirissä pienemmän paineen alaisena, vaaditaan suurta varmuutta vuotoa vastaan kaukolämpöjärjestelmästä lämpimään käyttöveteen. Kau-kolämpövedellä on normaalisti suurempi paine kuin lämpimällä käyttövedellä, ja vuoto lämmönvaihtimessa voi johtaa kaukoläm-pöveden tunkeutumiseen lämpimään käyttöveteen, mikä on epäsuo-tavaa ei vähiten terveydellisistä syistä. Samanaikaisesti halutaan saada rakenteellisesti yksinkertainen lämmönvaihdin, jolla on suuri hyötysuhde.

Tunnetaan mm. kolmipiirilämmönvaihtimia, joissa on kaksi pyöreitä putkia käsittävää kierukkajärjestelmää ja vielä toinen, näitä putkia ympäröivä piiri. Tämä on suhteellisen mutkikas järjestelmä. Tämäntyyppisten lämmönvaihtimien päätarkoituksena on lämmön varastointi.

Keksinnön päämääränä on ensimmäisessä kappaleessa mainittua tyyppiä oleva, yksinkertaistettu lämmönvaihdin, jossa yllä mainitut ongelmat on ratkaistu. Keksinnön mukaiselle lämmön-vaihtimelle on tunnusomaista, että kumpikin putkijärjestelmä on varustettu epäpyöreällä poikkileikkauksella ja ainakin osaksi tasaisilla sivupinnoilla, jolloin kahden järjestelmän nämä pinnat ovat mekaanisessa kosketuksessa toisiinsa.

Tässä saadaan pienikokoinen lämmönvaihdin, jolla on suuri hyötysuhde ja jossa veden vuodon vaara käyttöveteen on pienentynyt ja jossa veden vuoto voidaan helposti ja nopeasti osoittaa.

2 74347

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa molemmat putkijärjestelmät on muodostettu litistämällä, kuten kahden laatan välissä puristamalla, ja kumpikin putkijärjestelmä on muodostettu tasokierukaksi.

Litistyksen aikana putkiin kohdistetaan edullisesti suurta sisäistä painetta (esim. 50 baaria), jolloin sisäpuoliset sisään-pullistumat tai kuroumat pääasiassa poistetaan, ja tasaisten sivupintojen keskiosaan muodostuu eviä tai listoja.

Tällainen lämmönvaihdin on helposti asennettavissa ja saa suuren hyötysuhteen mm. putkien korkeiden lämmönsiirtolukujen ansiosta. Lisäksi α-arvoja voidaan nostaa muodostamalla putkiin litistyksen yhteydessä epätasainen pinta sivusuunnassa.

Keksintö on esitetty lähemmin oheisissa kuvioissa, joista kuviot 1 ja 2 esittävät keksinnön kahta erilaista muunnelmaa. Kuvio IB on leikkaus kuvion IA viivaa A-A pitkin. Kuvio 3 esittää poikkileikkausta putkien läpi litistyksen jälkeen, ja kuvio 4 esittää poikkileikkausta litistyksen ja sisäpuolisen painamisen jälkeen. Kuvio 5 esittää pituusprofilointia ja kuvio 6 litistykseen käytettävää puristuslevyä. Kuviot 6A ja B esittävät litistyksen yksityiskohtia ja kuvio 7A-C puristus-levyn osia.

Kuviossa 1 esitetään lämmönvaihdinputket 1 jakaksi järjestelmää, toinen syöttöputkesta 2 syöttöputkeen 3 kuxkevaa kaukolämpö-vettä varten ja toinen käyttövettä varten syöttöputkesta 4 syöttöputkeen 5. Molempien järjestelmien virtaussuuntien tulee olla keskenään vastakkaissuuntaiset.

Kuviossa IB (leikkaus A-A kuviossa 1) esitetään litistetyt putket 1, jotka on kiristetty ja asennettu laattojen 6 väliin, joita pidetään koossa kiristyslaitteen 7 avulla. Kierukoiden viereen on myös sijoitettu tukielimet 8.

Kuviossa 2 esitetään lämmönvaihdin, jossa on kaksi lattakieruk-kaa, jotka on kierretty samaan suuntaan. Kuviossa 1 suunnat 3 74347 olivat vastakkaiset. Järjestelmät kulkevat syöttöputkien 9 ja 10 ja vastaavasti 11 ja 12 välissä.

Kuviossa 3 esitetään tuilla 8 varustetut putket 13, jolloin ylimmät ja alimmat kerrokset on kytketty sarjaan ja kuuluvat toiseen järjestelmään ja keskimmäinen kuuluu toiseen. Litistys tapahtuu kahden levyn (14, kuvio 6) välissä ja suoritetaan ulkopuolisena puristuksena yksi kierukka kerrallaan. Levyihin 14 on muodostettu kierukkaura 15, ja tällä kierukalla on kohdissa A, B ja C erilainen leikkaus, katso kuviota 7A-C. Tämä ura määrää putkikierukan muodon.

Litistyksen avulla saadaan esimerkiksi aluksi putken 13 kurou-ma tai sisäänpullistuma (katso kuviota 6A), mutta tämä voi olla myös vähemmän selvä, katso kuviota 6B.

Litistys/puristusvaiheen aikana laattojen 14 välissä (kuvio 6) putkikierukka 13 täytetään paineväliaineella oleelliseen paineeseen asti, esim. 50 baariin, jolloin sisäänpullistumat 13 painetaan ulos ja putkiosien tasaisille sivupinnoille 18 saadaan evä tai lista 17, molemmille sivuille samanaikaisesti.

Kuviossa 4 esitetään, miten eri lattakierukat sijoitetaan päällekkäin putkien keskipisteiden ollessa keskenään siirrettyinä. Evät 17 on sijoitettava seuraavan kierukan vierekkäisten put-kikierrosten väliin, täysin kuvion mukaisesti.

Kierukoiden muunnelmien avulla (A-C kuviossa 6) voidaan myös saada aikaan vaihteleva pituusprofiili - epätasainen pinta putkien pituussuunnassa, mikä suurentaa lämmönsiirtolukua (α-arvo suurenee). Tyypillinen pituusprofiili 19 esitetään kuviossa 5.

Sarjaan kytkettyjen lattakierukoiden lukumäärä sekä ensiö- että toisiojärjestelmässä voi vaihdella keksinnön puitteissa ja niin ollen kierukoiden lukumäärä leukojen 6 välissä (kuvio ]B) .

4 74347

Pinnat 18 muodostetaan keksinnön mukaisesti siten, että saadaan mahdollisimman suuri mekaaninen kosketus seuraavaa kierukkaa vasten, ts. eri kierukoiden/järjestelmien putkikierros-ten välillä. Kierukka muodostetaan puristustyökalujen 14 mukaan. Kierukka saa sellaisen muodon, että se kestää tulevia työ- ja koepaineita. Korkea sisäpuolinen α-arvo saadaan.

Litistyksessä täytyy kukin kierukka litistää erikseen, ja sisäpuolista paineväliainetta on käytettävä, ennen kuin puristustyö-kalut 14 poistetaan. Kierukoiden väliin voidaan sijoittaa vesiliukoinen kalvo. Ennen kalvon mahdollista liukenemista (vuodon aikana) tämä antaa paremman lämmön siirron, esim. pinnoilla, jotka eivät suoraan rajoitu toisiinsa.

Kun vaihdin on valmiiksi asennettu, siihen kohdistetaan suurta painetta, esim. 100 baaria, sekä ensiö- että toisiopuolella, niin että kosketuspintojen välille saadaan mahdollisimman suuri kosketus. Joka toinen kierukka voi olla eri ainetta kuin toinen.

Kun vuotoa esiintyy toisesta tai kummastakin järjestelmästä, vettä joutuu kierukoiden väliin, jolloin kalvo liukenee ja vuoto on helposti osoitettavissa, kuten on myös asianlaita, kun kalvoa ei ole. Vuodon osoittaminen voidaan järjestää sähköisesti, esim. kosketus- ja/tai vastuslankojen avulla ja/tai tippuputkien tai sentapaisten välityksellä järjestelmien välisen tilan yhteydessä (ei esitetty).

Putket voivat olla esimerkiksi kuparia, kuparilejeerinkiä, peltiä, terästä, muovia jne., ja aineen paksuus voi olla esim. 0,5-0,7 mm. Putken halkaisija 10 mm. Puristuslevyn 14 halkaisija esim. 400 mm.

Keksintöä voidaan muunnella monin tavoin seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (6)

74347

1. Kaksipiirinen, kahdesta putkijärjestelmästä koostuva lämmönvaihdin, jossa kumpikin putkijärjestelmä on varustettu epäpyöreällä poikkileikkauksella, tunnettu siitä, että putkijärjestelmällä on ainakin osaksi tasaiset sivupinnat (18), jolloin kahden järjestelmän (2, 3, 9, 10 vast. 4, 5, 11, 12) tällaiset tasaiset pinnat ovat mekaanisessa kosketuksessa keskenään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että molemmat putkijärjestelmät on muodostettu litistämällä, kuten puristamalla kahden laatan (14) välissä, ja kumpikin järjestelmä on muodostettu esimerkiksi tasokierukaksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että putkijärjestelmiin on ennen asennusta, ennen litistystyökalujen (14) poistoa, kohdistettu suuri sisäinen paine, jolloin sisäpuoliset sisäänpullistumat tai kuroumat on pääasiassa poistettu, ja eviä tai listoja (17) on muodostunut tasaisten sivupintojen (18) keskiosaan.

4. Jonkin tai joidenkin edellisten patenttivaatimusten mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että putki-järjestelmät muodostuvat useista kerroksista, jotka on sopivasti kytketty sarjaan ja yhdessä kiristetty kahden laatan (6) välissä kiristyslaitteiden (7) avulla.

5. Jonkin tai joidenkin edellisten patenttivaatimusten mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että putki-järjestelmillä on keskenään samanlainen tasokierukkamuoto, jotka on sovitettu sijoitettaviksi päällekkäin.

6. Jonkin tai joidenkin edellisten patenttivaatimusten mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että putket on pituussuunnassa varustettu epätasaisella pinnalla (19), sopivasti litistyksen yhteydessä, lämmönsiirto-luvun (α-arvon) parantamiseksi.