FI74810B - Skivvaermevaexlare. - Google Patents

Description

1 74810

Levy1äramönvaihdin Tämä keksintö koskee lämmönvaihdinta, joka sisältää useita levyjä, jotka on asennettu kehykseen ja ovat pääasiassa suorakulmaisia, jotka levyt on kiristetty toisiinsa ja joiden väliin on muodostettu lämmönsiirtoalueita lämmönvaih-tokanavien muotoon lämmönvaihtovällaineiden läpivirtausta varten, joista ainakin toista johdetaan lämmönvaihtimeen ja siitä pois tulo- ja poistoaukkojen kautta, jotka on sijoitettu sen toiseen päähän levyjen ollessa nurkkaosis-taan varustettu aukoilla tulo- ja poistokanavien muodostamiseksi .

Tällaisia levylämmönvaihtimia valmistetaan eri kokoisina, joiden levyjen lämmönsiirtoalueet voivat vaihdella muutamasta harvasta neliödesimetristä useisiin neliömetreihin. Levymateriaali on valittu ottaen huomioon käyttöala, mutta yleensä se koostuu ruostumattomasta tai haponkestävästä teräksestä. Tiettyihin tarkoituksiin käytetään titaania, jolla on erinomainen kestävyys suolavettä vastaan, mutta se on erittäin kallista.

Suurille virtauksille tarkoitetut levylämmönvaihtimet vaativat tulo- ja poistokanavia, joilla on suuret läpivirtaus-pinta-alat, ts. suuria aukkoja levyjen nurkkaosiin. Tämä merkitsee, että suuria osia levyistä on meistettävä pois näiden suurten aukkojen saamiseksi. Erityisesti niissä tapauksissa, joissa käytetään titaania, tämä merkitsee, että kallista materiaalia meistetään pois.

Levyjen sisääntuloaukoissa virtaus normaalisti haaroite-taan virtaamaan yhdensuuntaisesti yhdistettyjen lämmönvaih-tokanavien läpi. Tästä johtuen virtauksen koko pienenee etäisyyden kasvaessa sisääntuloaukosta. Tämä merkitsee, että teoreettiselta kannalta levyjen yhdysreiät voitaisiin tehdä yhä pienemmiksi levyjen ja sisääntuloaukon välisen etäisyyden tullessa yhä suuremmaksi.

2 7481 0

Jos levyjen aukko-osat voitaisiin tehdä pienemmiksi, hyödyllinen lämmönsiirtopinta-ala voitaisiin tehdä suuremmaksi saman raakalevymetallikoon puitteissa. Käytännössä ei kuitenkaan ole mahdollista asentaa levyjä, jotka on varustettu yhä pienemmiksi käyvillä yhdysrei'illä. Ensinnäkin se merkitsisi, että levylämmönvaihtajän toimittajan olisi välttämätöntä pitää hyvin suurta määrää levyjä varastossa, mikä ei ole taloudellisesti puolusteltavissa. Toiseksi olisi välttämätöntä käyttää monta kallista puris-tustyökalua.

Näin ollen markkinoilla on tarvetta levylämmönvaihtimesta, jossa ainakin tietyt levyt on varustettu yhdysrei'illä, jotka ovat pienempiä kuin lähimpänä sisääntuloa olevien levyjen aukot. Tällaisen lämmönvaihtimen on samanaikaisesti oltava toisaalta taloudellisesti puolusteltavissa ja toisaalta sen on toimittava tyydyttävästi.

Antamalla lämmönvaihtimelie sellainen muoto kuin patenttivaatimuksissa mainitaan, olemassa olevat tarpeet voidaan täyttää.

Edullisen toteutusmuodon mukaisesti lämmönvaihdin varustetaan kahdella levyjen ryhmällä, joista toisen ryhmän levyjen yhdysaukot ovat pääasiassa yhtä ja samaa kokoa, kun taas toisen ryhmän levyjen yhdysaukot ovat toista kokoa, joka on pääasiassa yksi ja sama. Ryhmien sijoitus on sellainen, että levyjen ryhmä, joka on varustettu suurilla yhdysaukoilla, on sijoitettu lähemmäs kehyslevyn liitäntö-jä. Ryhmät on edullisesti erotettu toisistaan erotuslevyn avulla, joka on asennettu edullisesti tiivisteiden avulla kiristymään kummankin ryhmän levyjä vasten,

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten liitteenä oleviin kuviin, joista kuvio 1 esittää sivukuvantoa keksinnön mukaisesta lämmön-

7481 O

3 vaihtimesta, jossa on kaksi levyryhmää; kuviot 2a ja 2b esittävät pöhjakuvantoa kahden levyn kulma-osista, joissa on vastaavasti suuret ja pienet aukot; kuvio 3 esittää pöhjakuvantoa erään levyn kulmaosasta, jossa suuri aukko on asetettu erotuslevyn päälle, pienemmän aukon sisältävän levyn ollessa esitetty sen alla; kuviot 4a ja 4b esittävät kaavamaisesti pöhjakuvantoja osista levyjä, joissa on pienet ja suuret aukot ja vastaavista läm-mönsiirtopinta-aloista; ja kuvio 5 esittää pystysuuntaista pituusleikkausta erotuslevystä, levyryhmien, joissa on suuret ja pienet aukot, ollessa esitetty kulmaosissa.

Kuviossa 1 on numerolla 1 merkitty kehystä, joka sisältää kehys levyn 2, jossa on tuloputki 3 ja poistoputki 4, ja painelevyn 5. Kehykseen on asennettu toisaalta ryhmä levyjä 6, joiden kulmaosissa on suuret aukot 7 ja toisaalta ryhmä levyjä 8, joiden kulmaosissa on pienemmät aukot 9. Ryhmät on erotettu toisistaan erotuslevyllä 10.

Levyjen 6 ja 8 kulmaosat on esitetty kuviossa 2, jossa aukkoja 7 ja 9 ympäröivät samassa järjestyksessä rengastiivisteet 11 ja 12. Ulkoreunan mitta a tiivisteiden 11 ja 12 ulkopuolella määrää aukkojen 7 ja 9 sijainnin levyissä.

Kuviossa 3 nähdään, että aukot 7 ja 9 kahden vierekkäisen ryhmän levyjen kulmaosissa eivät ole samankeskisiä, sillä aukkojen sijainnin määrää ulkoreunan mitta a kuvion 2 mukaisesti. Levyjen aukot sijaitsevat siten, että etäisyys a rengastiivis-teen ulkohalkaisijän ja viereisten levyn reunojen välillä on sama molempien levyryhmien levyille. Kuviossa reunatiivistet-tä on merkitty numerolla 13. Tämä on liitetty mainittuun tiivisteeseen 11. Aukon 9 reunaa on merkitty numerolla 14 ja ero-tuslevyn aukon reunaan numerolla 15. Tämä aukko 15 on kuviossa selvyyden vuoksi tehty jonkin verran pienemmäksi kuin aukko 14 mutta on todellisuudessa pääasiassa samaa kokoa kuin sekin. Aukko 15 on sijoitettu siten, että pienin mahdollinen virtausvastus syntyy virtaukseen, joka tulee aukkojen 7 muodostelmasta kanavasta aukkojen 9 muodostamaan kanavaan ja päin-

7481 O

4 vastoin, kun väliaine virtaa ulos lämmönvaihtimesta. Kun levyn aukot ovat pieniä, lämmönsiirtopinta-ala voidaan tehdä suureksi, ts, suurempi osa levystä käytetään hyväksi, mitä kuvataan kuvioissa 4a ja 4b. Tässä yhteydessä levyllä olevien reuna- ja rengastiivisteiden sijainteja muutetaan, mikä tarkoittaa, että jos yhdysaukoista tehdään pienet, tiivisteen sijaintia siirretään ylöspäin levyllä. Tämä merkitsee, että levy saa suuremman lämmönsiirtopinta-alan kuin tilanteessa, jossa levy on varustettu suorilla yhdysaukoilla.

Kuviosta 5 käy ilmi, kuinka tiiviste on asennettu vasten kahden vierekkäisen levyryhmän väliä. Tiiviste 11 kiristyy suoraan tasomaista erotuslevyä vasten, kun taas tiiviste 12 liittyy erotuslevyssä olevaan rengasmaiseen uraan.

Keksintö ei luonnollisesti rajoitu lämmönvaihtimeen, jossa on kaksi ryhmää levyjä, vaan siinä voi olla kolme tai useampia ryhmiä. Olennainen asia on, että jokaisessa ryhmässä olevat levyt on varustettu yhdysaukoilla, jotka ovat pääasiassa samaa kokoa.

Johtuen uuden lämmönvaihdinlevyn valmistuksen suurista kustannuksista, on taloudelliselta kannalta katsoen välttämätöntä käyttää jo olemassa olevista valmistusohjelmista saatavia standardilevyjä valittaessa levyjä, joissa on suuret ja pienet aukot. Näin ollen on tarpeen valmistaa vain uusi erotuslevy lämmönvaihtimen saamiseksi, jolla on optimi virtaus- ja lämmönsiirto-ominaisuudet.

Hyvän taloudellisen vaikutuksen saamiseksi eri levyryhmien levyjen tulee olla oleellisesti toisistaan poikkeavia mitä tulee aukon kokoon ja niin muodoin lämmönvaihtopinta-alaan, vaikka ulkomitat ovat samat. Niinpä suuren aukon kaksi-ryhmäisissä lämmönvaihtimissa tulee olla vähintään 50 %, mutta korkeintaan 100 % suurempi kuin pieni aukko. Edelleen

7481 O

5 pienet aukot sisältävien levyjen lukumäärän tulee nousta vähintään puoleen, mutta korkeintaan 2/3taan levyjen kokonaismäärästä.

Keksinnön kokonaisvaikutus on tällöin se, että saadaan lämmönvaihdin, jolla on sellaisen lämmönvaihtimen hyvä taloudellisuus, jonka levyt on varustettu pienillä aukoilla, mutta jolla on kapasiteetti, joka vastaa sisääntuloa lähinnä olevan levyryhmän suuren aukon liitosmittoja.

Claims (7)

1. 6 74810
2. 1. Levylämmönvaihdin, joka sisältää useita levyjä (6, 8), joilla on sama suorakulmainen muoto ja koko ja jotka on asennettu kehykseen (1), jolloin vierekkäiset levyt on pareittain tiivistetty toisiaan vasten lämmönsiirtoväliaineiden läpivir-tauskanavien muodostamiseksi ja jolloin levyjen kulmaosissa olevat aukot (7, 9) muodostavat tulo- ja poistokanavia väliaineiden johtamiseksi kanaviin ja pois niistä, minkä ohella aukot muodostavat tulokanavan, jonka koko pienenee kanavan läpi kulkevan virran suunnassa, tunnettu siitä, että ainakin toisen väliaineen tulo- ja poistoliitännät (3, 4) sijaitsevat länmönvaihtimen toisessa päässä ja että levyt on järjestetty ainakin kahdeksi ryhmäksi, jolloin ensimmäisen ryhmän levyissä (6) on ensimmäisen koon aukot (7) mainitun ainakin toisen väliaineen tulo- ja poistokanavien muodostamiseksi ja toisen ryhmän levyissä (8) on toista, ensimmäistä kokoa pienemmät aukot (9) mainitun ainakin toisen väliaineen tulo- ja poistokanavien muodostamiseksi, mainitun toisen ryhmän levyaukkojen 9 ollessa järjestetty siten, että mainituilla levyillä on suurempi länmönvaihtopinta kuin mainitun ensimmäisen ryhmän levyillä (6) ja että mainittu ensimmäinen levyryhmä sijaitsee lähempänä tulo- ja poistoaukkoja (3, 4) kuin toinen levyryhmä.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen levyläimönvaihdin, tunnettu siitä, että levyjen (6, 8) aukot (7, 9) ovat tiiviisti tiivistysrenkaiden (11, 12) ympäröimät ja että aukot sijaitsevat siten, että etäisyys (a) rengastiivisteen ulkohal-kaisijan ja viereisten levynreunojen välillä on mainitun ensimmäisen ja toisen ryhmän levyille sama.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen länmönvaihdin, tunnettu siitä, että ryhmien lukumäärä on kaksi ja että ryhmät on erotettu toisistaan erotuslevyllä (10), joka on sijoitettu tiivistymään kummankin ryhmän levyjä (6, 8) vastaan tiivisteiden (11, 12) avulla. 7 74810
5. 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että tulo- ja poistoliitäntää lähinnä olevassa levyryhmässä olevat aukot (7) ovat vähintään 50 %, mutta korkeintaan 100 % suuremmat kuin aukot (9) toisessa levy-ryhmässä .
6. 5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että mainittua toista kokoa olevan aukon sisältävien levyjen lukumäärä on vähintään 1/2, mutta korkeintaan 2/3 levyjen kokonaismäärästä.
7. 1. Plattvärmeväxlare innefattande ett flertal plattor (6, 8) av väsentligen samma rektangulära form och storlek monterade i ett stativ (1), varvid intilliggande plattor är parvis avtätade mot varandra för att definiera passager för flöde av värmeväxlingsmedier därigenom, och varvid öppningar (7, 9) i plattornas hömpartier bildar inlopps- och utlopps-kanaler för att leda medierna tili och frän passagerna, var-jämte öppningarna bildar en inloppskanal som ar en storlek som minskar i flödesriktningen genom nämnda kanal, känneteck-nad av att inlopps- och utloppsanslutningarna (3, 4) för ät-minstone det ena av medierna är belägna vid värmeväxlarens ena ände och att plattorna är anordnade i ätminstone tvä grupper, varvid plattorna (6) i en grupp innefattar öppningar (7) av en första storlek för att definiera inlopps- och ut-loppskanalerna för ätminstone det nämnda, ena mediet och plattorna (8) i en annan grupp innefattar öppningar (9) av en andra storlek som är mindre än förstnämnda storlek, för att definiera inlopps- och utloppskanalerna för ätminstone det nämnda, ena mediet, varjämte öppningarna (9) i plattorna i nämnda, andra grupp är sä anordnade däri att nämnda plattor har en större värmeväxlingsyta än plattorna (6) i den nämnda, ena gruppen, och att den nämnda, ena gruppen av plattor är belägen närmare inlopps- och utloppsanslutningarna (3, 4) än den andra gruppen av plattor.