FI78981C - Heat exchanger. - Google Patents

Heat exchanger. Download PDF

Info

Publication number
FI78981C
FI78981C FI852047A FI852047A FI78981C FI 78981 C FI78981 C FI 78981C FI 852047 A FI852047 A FI 852047A FI 852047 A FI852047 A FI 852047A FI 78981 C FI78981 C FI 78981C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
heat exchanger
axis
media
lamellae
heat
Prior art date
Application number
FI852047A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI78981B (en
FI852047A0 (en
FI852047L (en
Inventor
Folke Bengtsson
Original Assignee
Folbex Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Folbex Ab filed Critical Folbex Ab
Publication of FI852047A0 publication Critical patent/FI852047A0/en
Publication of FI852047L publication Critical patent/FI852047L/en
Publication of FI78981B publication Critical patent/FI78981B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI78981C publication Critical patent/FI78981C/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1669Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0012Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the apparatus having an annular form
    • F28D9/0018Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the apparatus having an annular form without any annular circulation of the heat exchange media
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00Reinforcing means
    • F28F2225/04Reinforcing means for conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/10Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/102Particular pattern of flow of the heat exchange media with change of flow direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Heat exchanger intended to be flown through by two media and for heat exchange via heat exchanging surfaces in such a way, that the media do not directly contact each other, where the heating surfaces are located rotation symmetrical in relation to, for example, an axis, and the main flow direction of the media is in parallel with said axis. The object is to reduce the overall height and material consumption while maintaining the size of the heat exchanging surfaces. When the heat exchanger is used as an evaporator, the overall height additionally is reduced in that the expansion chamber, which normally is located above the heat exchanger unit, can be positioned centrally within the evaporator (heat exchanger). The said improvement is achieved in that the heating surfaces D are located in an annular area about said axis, so that a central hollow space without heat exchanging surfaces is formed about the central axis.

Description

78981 Lämmönvaihdin Värmeväxlare 5 Tämä keksintö koskee lämmönvaihdinta väliaineiden lä pivirtausta ja lämmönvaihtopintojen kautta tapahtuvaa lära-mönvaihtoa varten, niin että väliaineet eivät suoraan kosketa toisiaan, jolloin lämpöpinnat on sijoitettu pyörähdys-symmetrisesti esimerkiksi akselin suhteen ja jolloin väli-10 aineiden päävirtaussuunta on yhdensuuntainen mainitun akselin kanssa.78981 Heat exchanger Värmeväxlare 5 The present invention relates to a heat exchanger for the flow of media and the exchange of heat through heat exchange surfaces so that the media do not directly contact each other, the heating surfaces being rotationally symmetrical with respect to the axis and the main flow direction .

Tämän keksinnön tarkoituksena on pienentää rakennekor-keutta ja vähentää materiaalinkulutusta lämmönvaihtopintojen suuruuden pysyessä muuttumattomana. Käytettäessä kek-15 sintöä haihduttimena saavutetaan tämän lisäksi rakennekorkeuden pienenemistä sen johdosta, että tavallisesti lämmön-vaihdinyksikön yläpuolelle sijoitettu paisuntakammio voidaan sijoittaa keskeisesti höyrystimen (lämmönvaihtimen) sisään.The object of the present invention is to reduce the structural height and to reduce the material consumption while keeping the size of the heat exchange surfaces constant. In addition, when the kek-15 is used as an evaporator, a reduction in the structural height is achieved due to the fact that the expansion chamber, which is usually located above the heat exchanger unit, can be placed centrally inside the evaporator (heat exchanger).

Seuraavassa patenttivaatimuksessa 1 esitetyt keksinnön 20 tunnusmerkit täyttävät mainitun tarkoituksen ja aikaansaavat edut yksistään hyvin kohtuullisella halkaisijan lisäyksellä (esim. 10-20 %).The features of the invention 20 set out in the following claim 1 fulfill said purpose and provide the advantages alone with a very reasonable increase in diameter (e.g. 10-20%).

Seuraavan patenttivaatimuksen 2 mukaisella keksinnön erikoisella suoritusmuodolla saavutetaan mahdollisuus, että 25 rakenne sietää korkean sisäisen paineen ilman, että materi-aalipaksuus sen johdosta kasvaa. Lisäksi parannetaan nes-tekalvon ylläpitämistä lämmönvaihtopintoja pitkin siten, että valuvalle nesteelle aiheutetaan jatkuvasti suunnanmuutoksia sen valuessa alaspäin, niin että muodostuu suihkuja 30 ja pisaroita, jotka kostuttavat allaolevat pinnat kosketta-essaan niihin.With a special embodiment of the invention according to the following claim 2, the possibility is achieved that the structure 25 can withstand high internal pressure without increasing the material thickness as a result. In addition, the maintenance of the liquid film along the heat exchange surfaces is improved by continuously causing the flowing liquid to change direction as it flows downward, so that jets 30 and droplets are formed which moisten the underlying surfaces upon contact with them.

Seuraavan patenttivaatimuksen 2 mukaisella keksinnön erikoisella suoritusmuodolla aikaansaadaan rakenne, joka ilman erikoisia välineitä, kuten palkeita tai vastaavia, 55 sietää korkeita veto- ja puristusjännityksiä, joita voi syntyä suurien lämpötilaerojen johdosta.A special embodiment of the invention according to the following claim 2 provides a structure which, without special means, such as bellows or the like, 55 can withstand the high tensile and compressive stresses which may arise due to large temperature differences.

Aikaisemmin tunnettu ongelma, joka muodostuu siitä, että vaakasuorat saumat rikastuvat syövyttävästä nesteestä, 2 78981 poistetaan seuraavan patenttivaatimuksen 3 mukaisella keksinnön lisäsuoritusrauodolla.The previously known problem of enriching horizontal seams in a corrosive liquid is eliminated by a further embodiment of the invention according to claim 3.

Seuraavassa kuvataan keksinnön joitakin suoritusmuotoja viittaamalla oheisiin piirustuskuvioihin.Some embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawing figures.

5 Kuvio 1 esittää tällöin periaatekuvaa keksinnön mukai sesta lämmönvaihtimesta.Figure 1 then shows a schematic view of a heat exchanger according to the invention.

Kuvio 2 esittää periaatteellista poikkileikkausta.Figure 2 shows a schematic cross-section.

Kuvio 3 esittää pitkittäisleikkausta kahdesta levystä kokoonpannusta lamellista.Figure 3 shows a longitudinal section of a lamella assembled from two plates.

10 Kuvio 4 esittää lamellin yläpäätä levypintaa kohti tarkasteltuna.Figure 4 shows the upper end of the lamella viewed towards the plate surface.

Kuvio 5 esittää näkymää kuviossa 4 olevan nuolen C-C suunnassa.Figure 5 shows a view in Figure 4 in the direction of arrow C-C of Fig.

Kuvio 6 esittää näkymää kuviossa 4 olevan nuolen D-D 15 suunnassa.Figure 6 shows a view in Figure 4 in the direction of arrow D-D in 15 directions.

Kuvio 7 esittää näkymää ylhäältä kuviossa 4 olevan nuolen A-A suunnassa.Figure 7 shows a top view of Figure 4 the direction of the arrow A-A direction.

Kuvio 8 esittää leikkausta kuvion 4 linjaa B-B pitkin.Fig. 8 shows a section along the line B-B in Fig. 4.

Kuvio 9 esittää pituusleikkausta keksinnön läpi, kun 20 se on järjestetty haihduttimeksi.Figure 9 shows a longitudinal section through the invention when it is arranged as an evaporator.

Kuvio 1 esittää lämmönvaihdinta 1, jossa molemmat väliaineet ovat nesteitä, laite on täyshitsattu, mutta se voidaan tietenkin muodostaa sopivilla laippaliitoksilla, jos vaaditaan yksinkertaista purkamista tarkastusta ja puh-25 distusta varten.Figure 1 shows a heat exchanger 1 in which both media are liquids, the device being fully welded, but of course it can be formed by suitable flange joints if simple disassembly is required for inspection and cleaning.

Lämpöpinta on rengasmainen, katso kuvio 2, ja se muodostuu joukosta radiaalisesti asennettuja lamelliyksikköjä 2, joista kukin muodostuu kahdesta korkoineistetystä levyssä 3,4» jotka on hitsattu yhteen pitkittäissivuja pitkin.The heating surface is annular, see Fig. 2, and consists of a plurality of radially mounted lamellar units 2, each consisting of two heeled plates 3,4 »welded together along the longitudinal sides.

30 lämmönvaihdin on pyörähdyssymmetrinen ja se muodostuu ulkovaipasta 5, katolla varustetusta sisävaipasta 6, sisä-ja ulkovaipan välille sijoitetuista lamellielementeistä 2, sisävaipan 6 sisälle johtavasta tulokanavasta 7, sieltä pois johtavasta poistokanavasta 8, vaippojen 5 ja 6 väli-35 seen tilaan johtavasta tuloistukasta 9 sekä sieltä pois johtavasta poistoistukasta 10. Viitenumerolla 13 merkitään jakolaatikkoa lamellin sisäpuolella olevaa väliainetta varten ja viitenumerolla 14 merkitään kokoomalaatikkoa lamel- 3 78981 lien ulkopuolella olevaa väliainetta varten. Viitenumerolla 15 merkitään kokoomalaatiklcoa lamellien sisäpuolella olevaa väliainetta varten. Kokoviivoin piirretyt nuolet esittävät toisen väliaineen (esim. lämpöäluovuttavan, lamelli-5 en sisäpuolella olevan väliaineen) reittiä lämmönvaihtimen läpi ja pistekatkoviivoin piirretyt nuolet toiaen, lamellien ulkopuolella olevan väliaineen reittiä. Lamellielement-ti 2 esitetään lähemmin yhdessä suoritusmuodossa kuvioissa 7 ja 8 ja jokainen lamelli muodostuu kahdesta yhdensuuntai-*10 sesti poimutetusta levystä 3 ja 4, jotka on hitsattu yhteen poimutusten kanssa yhdensuuntaisia reunoja 11,12 pitkin. Reunojen kanssa yhdensuuntainen läpivirtauskanava muodostetaan siten lamellin avulla. Kuten selviää kuvioista 7 ja 8, kasvaa poimutusten korkeus hi,h2,h3 lämmönvaihtimen sisäl-15 tä ulospäin siten, että vastakkaiset lamellit ovat toisiaan vasten poimutusten huippupisteissä, minkä kautta lamellit 2 tukevat toisiaan vasten.The heat exchanger 30 is rotationally symmetrical and consists of an outer jacket 5, an inner jacket 6 with a roof, lamellar elements 2 placed between the inner and outer jacket, an inlet duct 7 leading to the inner jacket 6, an outlet duct 8 leading therefrom, from the outlet 10 leading therefrom. Reference numeral 13 denotes a distribution box for the medium inside the lamella and reference numeral 14 denotes a collection box for the medium outside the lamellae. Reference numeral 15 denotes an assembly box for the medium inside the lamellae. Dashed arrows show the route of the second medium (e.g., heat transferable medium inside the lamellae 5) through the heat exchanger, and dashed arrows indicate the route of the medium outside the lamellae. The lamella element 2 is shown in more detail in one embodiment in Figures 7 and 8, and each lamella consists of two parallel corrugated plates 3 and 4 welded together with the corrugations along parallel edges 11,12. The flow channel parallel to the edges is thus formed by means of a lamella. As can be seen from Figures 7 and 8, the height of the corrugations hi, h2, h3 increases from the inside of the heat exchanger outwards so that the opposite lamellae are against each other at the vertices of the corrugations, through which the lamellae 2 support each other.

Kuvio 3 esittää pitkittäisleikkausta lamellin läpi poikittain levyjen 3,4 tason suhteen, levyt on taivutet-20 tu kohdista 16 ja 17 siten, että ne voivat pidentyä ja lyhentyä lämmönvaihtimen pituussuunnassa.Figure 3 shows a longitudinal section through the lamella transverse to the plane of the plates 3,4, the plates being bent at points 16 and 17 so that they can lengthen and shorten in the longitudinal direction of the heat exchanger.

Täten vähennetään, tai kokonaan poistetaan rakenteessa olevat jännitykset, joita voi syntyä laitteissa, joissa väliaineiden välinen lämpötilaero on suuri, tai joissa esiin-25 tyy voimakkaita, hetkellisiä heilahteluja lämpötiloissa ja virtauksissa. Elementeistä tulee "esijännitettyjä" . Esijännitettyjä lämmönvaihdinputkia on esiintynyt markkinoilla jo muutamia vuosia sitten.This reduces, or completely eliminates, the stresses in the structure that can arise in devices where the temperature difference between the media is large or where strong, momentary fluctuations in temperatures and flows occur. The elements become "prestressed". Prestressed heat exchanger tubes have appeared on the market a few years ago.

Lamellit voidaan korkomeistää puristimessa halutun le-30 vyisinä ja paksuisina. Kuviot 7 ja 8 esittävät lamellien korkomeiston erästä tyyppiä sekä pääteliitosrenkaiden muotoa. Kuvio 1 esittää, että lamellit on leikattu vinosti päistä kohdissa 18 ja 19. Täten aikaansaadaan se, että niin kutsutut kuolleet kulmat katoavat paremman virtauskuvan joh-35 dosta. Lisäksi pienenee rakokorroosioriski virtaavan nesteen paremman valumisen ja vaihtumisen johdosta.The lamellae can be embossed in the press to the desired widths and thicknesses. Figures 7 and 8 show a type of lamella heel stamping and the shape of the end connection rings. Figure 1 shows that the lamellae are cut obliquely from the ends at 18 and 19. Thus, it is achieved that the so-called blind corners disappear due to the better flow pattern. In addition, the risk of crack corrosion is reduced due to better drainage and exchange of flowing fluid.

Suuri etu kuvioiden 7 ja 8 mukaisella lämpöpintamuo-toilulla ja korkomeistolla on se, että levyjen ainepaksuutta ^ 78981 voidaan pienentää pistehitsattuihin rakenteisiin verrattuna, ilman että sen vuoksi menetetään mitään mekaanisessa lujuudessa. Tämä on erittäin tärkeää rakenteissa, jotka ovat titaania tai vastaavaa hyvin kallista materiaalia.A major advantage of the thermosetting and embossing of Figures 7 and 8 is that the material thickness of the sheets can be reduced compared to spot welded structures without any loss of mechanical strength. This is very important in structures that are titanium or similar very expensive material.

5 Ulompi kokoomalaatikko 15 on liitetty lämpöpintaan siten, että väliaine virtaa elementin 2 sisäpuolella. Materiaali, joka on kokoomalaatikoissa, sekä ulommissa että sisemmissä kokoomalaatikoissa, sekä myös sisemmillä ja ulommilla liitosrenkailla varustetuissa lämpöpinnoissa, voidaan 10 siten valita odotettavan syöpymisvaikutuksen mukaan. Mekaaniselle lujuudelle pätevät tavalliset laskentanormit.5 The outer collecting box 15 is connected to the heating surface so that the medium flows inside the element 2. The material present in the collection boxes, both in the outer and inner collection boxes, as well as in the heating surfaces provided with the inner and outer connection rings, can thus be selected according to the expected corrosion effect. Standard calculation standards apply to mechanical strength.

Kuviossa 1 esitetty sisävaippa 6 pakottaa ulkoa keskustaan virtaavan väliaineen lämpöpinnan sisään elementtien 2 ulkopuolelle, minkä jälkeen väliaine virtaa edelleen 15 ylöspäin vastavirtaan elementtien 2 sisällä alasvirtaavaan väliaineeseen verrattuna, lämpöpinnan yläpäässä johdetaan väliaine sisäänpäin keskustaa kohti ja se virtaa sitten ulos laitteesta ylemmän keskeisen poistokanavan 8 läpi. Sisemmän vaipan 6 pituus sovitetaan siten, että aikaansaadaan 20 tarpeelliset aukot sisään- ja ulosvirtausta varten.The inner jacket 6 shown in Fig. 1 forces the medium flowing from the outside into the center inside the heating surface outside the elements 2, after which the medium continues to flow upstream of the downstream medium inside the elements 2, the medium at the upper end of the heating surface is led inwards towards the center The length of the inner jacket 6 is adjusted so as to provide the necessary openings 20 for inflow and outflow.

Sisempi vaippa 6 voidaan valmistaa hyvin ohuesta materiaalista, koska se joutuu alttiiksi ainoastaan sisäiselle ylipaineelle, joka vastaa lämmönvaihtimen läpi tapahtuvan väliainevirtauksen suurinta paineenlaskua.The inner jacket 6 can be made of a very thin material, as it is only exposed to an internal overpressure corresponding to the maximum pressure drop of the medium flow through the heat exchanger.

25 Ulkovaippa 5 kuviossa 1 on hitsattu tiiviisti ulompia liitosrenkaita 20 vasten. Lujuuden puolesta ulkovaippa mitoitetaan sisäpuoliselle ylipaineelle, mikä vastaa painetta ja lämpötilaa, mikä vallitsee elementin ulkopuolella virtaavassa väliaineessa. Ulkovaippa pitää yleensä mitoit-30 taa myös sisäpuolella vallitsevaa täyttä tyhjiötä varten.. Useimmiten vahvistetaan vaippa sellaisissa tapauksissa nk. tyhjövahvistusrenkailla, jotka on sijoitettu sopivalla jaolla vaipan pituutta pitkin.The outer sheath 5 in Figure 1 is sealed tightly against the outer connecting rings 20. In terms of strength, the outer jacket is dimensioned for the internal overpressure, which corresponds to the pressure and temperature prevailing in the medium flowing outside the element. The outer sheath is usually also dimensioned for the full vacuum inside. In most cases, the sheath is reinforced with so-called vacuum reinforcement rings placed at a suitable distribution along the length of the sheath.

Rengasmaisen,radiaalisesti asetetun lamellilämpöpinnan 35 kiinnostava etu on se, että se palvelee osaksi tyhjövahvis-tuksena. Miten suuren osuuden vahvistuksesta lamellit 2 muodostavat, riippuu levyjen 3,4 leveydestä ja pituudesta sillä vaipalla, joka on tyhjövahvistettava. Tyhjövahvistus- 5 78981 renkaat voivat olla suhteellisesti ottaen aika kallis osa laitteesta, minkä vuoksi mahdollisuudella voida kokonaan tai osittain laskea se lamelleihin on huomattava arvo.An interesting advantage of the annular radially positioned lamellar heating surface 35 is that it serves in part as a vacuum reinforcement. How much of the reinforcement the lamellae 2 form depends on the width and length of the plates 3,4 on the sheath to be vacuum reinforced. The vacuum reinforcement rings can be a relatively expensive part of the device in relative terms, so that the possibility of being able to lower it all or part into the lamellae is of considerable value.

Mekaanisesti heikoin kohta lamellilämmönvaihtimessa 5 on liitos kokoomalaatikkoihin, jossa levyjen ja liitososan välisen hitsausliitoksen lujuus ratkaisee täysin sen, missä paineessa ja lämpötilassa laite voi toimia. Kuvioissa 4-6 esitetty liitostapa on osoittautunut olevan hyvin tehokas ja se sietää räjähdyspaineen, mikä on yli 300 kp/cm^.The mechanically weakest point in the lamellar heat exchanger 5 is the connection to the collection boxes, where the strength of the welding connection between the plates and the connection part completely determines the pressure and temperature at which the device can operate. The connection method shown in Figures 4-6 has proven to be very efficient and can withstand an explosion pressure of more than 300 kp / cm 2.

10 On lisäksi tunnettua, että hitsauksessa vallitsevalla lämpökuormituksella, riippuen tällöin rakenteeseen muodostuvista jännityksistä, on suuri merkitys laitteen kestoiälle. Mitä tulee lämmönvaihtimeen, on lamelliyksikön pitkittäishitsi-saumat sekä liitoshitsisaumat ulompia ja sisempiä liitos-15 renkaita (20 ja 21 kuviossa 1) vasten tehty sulahitsauksel-la ilman lisäainetta, mikä merkitsee hitsausta kohtalaisella lämpökuormituksella ja hitsisaumojen sisäisen halkeama-muodostusriskin huomattavalla vähenemisellä. Jos sen lisäksi valitaan pehmein mahdollinen menetelmä, esim. lamel-20 lielementtien esijännityksen avulla, voidaan aikaansaada hyvin jännitysvapaa rakenne.Furthermore, it is known that the thermal load prevailing in welding, depending on the stresses then formed in the structure, is of great importance for the service life of the device. As for the heat exchanger, the longitudinal welds of the lamella unit and the joint welds against the outer and inner connection rings (20 and 21 in Fig. 1) are made by fusion welding without additive, which means welding with moderate heat load and a significant risk of internal crack formation of the welds. In addition, if the softest possible method is chosen, e.g. by biasing the lamel-20 large elements, a very stress-free structure can be obtained.

Korkomeistämällä/puristamalla lamellilevyt varustettuna tietyllä kulmalla ja kuvioiden 7 ja 8 mukaisilla tukipisteillä, voidaan rakentaa rengasmainen, poikkileikkaukses-25 sa pyöreä lämpöpinta, joka on täysin itsekantava tai itse-tukeva, riippumatta lamellielementin sisäpuolella/ulkopuo-lella vallitsevista paineolosuhteista, levyjen sisällä oleva piste- tai saumahitsaus elementtien pitämiseksi yhdessä kanavissa vallitsevalla sisäisellä ylipaineella, on 30 täysin tarpeeton. Tämä merkitsee sitä, että tarvittavat puristusvoimat poikittaisurilla ja tukipisteillä varustettujen kanavien muodostamiseksi tulevat olennaisesti alhaisemmiksi (todennäköisesti 70-90 % alhaisemmiksi), kuin jos täytyisi aikaansaada täydelliset kosketuspinnat piste- tai 55 saumahitsausta varten. Alhaiset vaadittavat puristusvoimat aikaansaavat myös sen, että jännitykset levyissä tulevat suhteellisen merkityksettömiksi ja riskit halkeamamuodos-tuksesta alaspainamispisteissä poistuvat. Koska mitään 6 78981 hitsauskosketuspintoja ei tarvita, lukuunottamatta pitkit-täissivuja, on työkalu yksinkertainen valmistaa ja elinikä on pitkä alhaisten puristusjännitysten johdosta. Pistehitsaus lamellielementtien yhdessäpitämiseksi vaatii aika suu-5 ria tasaisia alaspuristettuja pintoja jokaista pistettä varten (noin φ 10 mm), mikä aiheuttaa lisääntyneitä riskejä sekä jännitys- että rakokorroosiolle. Edelleen täytyy sellaisia lamellilaitteita konstruoitaessa valita levypaksuu-det, jotka antavat riittävän lujuuden pistehitsauksissa kuor-10 mitusten kestämiseksi käytön aikana. Kuvioiden 7 ja 8 mukainen lamellipinta voidaan valmistaa hyvin ohuesta levystä tukipisteillä varustetun sopivan korkomeistomallin avul?· la. Koska tukipisteet ovat pintansa puolesta pieniä ja jopa pyöristettyjä, on. rakokorroosioriski poistettu, verrattuna 15 edellä esitetyn mukaisiin pistehitsauspintoihin. Vaara kiinteitä hiukkasia olevien kerrostumien syntymisestä tukipisteissä on myös voimakkaasti pienentynyt. Lamellien esijännitys antaa lähes jännityksettömän rakenteen, mistä on suurta hyötyä, 20 Kuvio 1 ja kuvio 9 esittävät lamellielementtejä, jotka on leikattu vinoon kohdista 18 ja 19 ylhäältä ja alhaalta, mikä antaa paremmat virtausolosuhteet sisään- ja ulosvirtaa-valle väliaineelle lamellielementtien sisällä.By embossing / pressing the lamella plates with a certain angle and support points according to Figures 7 and 8, an annular, circular heating surface in cross-section can be constructed which is completely self-supporting or self-supporting, regardless of the pressure conditions inside / outside the lamella element. or seam welding to hold the elements together at the internal overpressure prevailing in the ducts, is completely unnecessary. This means that the clamping forces required to form channels with transverse grooves and support points will be substantially lower (probably 70-90% lower) than if complete contact surfaces for spot or 55 seam welding were to be provided. The low required compressive forces also cause the stresses in the plates to become relatively insignificant and the risks of crack formation at the depression points are eliminated. Because no 6,789,881 welding contacts are required, except for the longitudinal sides, the tool is simple to manufacture and has a long service life due to low compressive stresses. Spot welding to hold lamellar elements together requires quite 5 flat depressed surfaces for each point (approximately φ 10 mm), which poses increased risks for both stress and crack corrosion. Furthermore, when constructing lamellar devices, plate thicknesses must be selected which provide sufficient strength in spot welding to withstand the load measurements during use. The lamellar surface according to Figures 7 and 8 can be made of a very thin sheet by means of a suitable embossing pattern with support points. Because the support points are small and even rounded in surface area, it is. the risk of crack corrosion is eliminated, compared to 15 spot welding surfaces as described above. The risk of solid particles forming at the support points is also greatly reduced. The prestressing of the lamellae provides a nearly stress-free structure, which is of great benefit.

Kuvion 9 mukainen haihdutin toimii lamellielementin 2 25 sisällä olevalla käyttöhöyryllä,. Köyry otetaan laitteen huipussa olevaan jakelukammioon 22 ja se menee sieltä elementin yläosan sisään. Jakelukammio on hieman suurennettu, niin että sisään päästään tarkastuksia varten. Käyttöhöy-ry virtaa yhdessä muodostuneen konsentraation kanssa alas-30 päin elementin läpi. Sen johdosta, että lämpöpinta on varustettu urilla, harjanteilla ja tukipisteillä, murtuu ja ohenee kondensaattikalvo seinämien päällä jatkuvasti, mikä aikaansaa parantuneen lämmönsiirtyrnisen seinään (5-10%). Kondensaatti valuu alas lämpöpinnan alla olevaan kondensaat-35 titilaan 23 ja johdetaan pois sieltä. Tiivistymättömät kaasut otetaan ulos samasta tilasta erillisen nysän 24 kautta, joka on varustettu "roiskesuojalla" 25, joka voi myös olla rengasmainen.The evaporator according to Fig. 9 operates with operating steam inside the lamellar element 2. The curve is taken to the dispensing chamber 22 at the top of the device and goes from there into the top of the element. The dispensing chamber is slightly enlarged so that it can be entered for inspection. The operating steam, together with the concentration formed, flows downwards through the element. Due to the fact that the heating surface is provided with grooves, ridges and support points, the condensate film on the walls is constantly broken and thinned, which results in an improved heat transfer to the wall (5-10%). The condensate drains down to the condensate space 23 below the heating surface and is discharged therefrom. Uncondensed gases are taken out of the same space through a separate nozzle 24 provided with a "splash guard" 25, which may also be annular.

7- 789817- 78981

Uiko- ja sisävaipat 5,6 liittyvät käytännöllisesti katsoen tiiviisti rengasmaista länpöpintaa vasten lähes koko pituudelta. Ylös on järjestetty jakelukammio 26, jonka sisällä ulkovaippaa 5 on leikattu alaspäin kappa-5 leen matkaa, jotta aikaansaadaan rengasrako 27 lämpöpin-nan yläosan ympärille lamellielementtien ulkopuolella kiertävän liuoksen tasaista jakelua varten. Poistoa varten on alaosaan järjestetty aukko/rako 28 siten, että sisävaipal-la on pienempi läpimitta. laitteen keskelle muodostaa 10 sisävaippa huippupäädyllään 29 suuren erotuskammion 30, joka vastaa paisuntasäiliötä tai höyrykupua, joilla perinteiset haihdutinlaitteet tavallisesti on varustettu. Alaosassa on sisempi sylinteri 31, joka on hitsattu tiiviisti lämpöpinnan alempaa sisempää liitosrengasta 32 vasten ja 15 hitsattu tiiviisti myös laitteen pohjaa vasten kohdassa 33, joka voi olla kruunu, kuten luonnoksessa, tai kupumainen pääty. Keskeiseen erotuskammioon voidaan tarvittaessa rakentaa pisaraerotin.The outer and inner sheaths 5,6 are practically tightly connected to the annular western surface over almost the entire length. A dispensing chamber 26 is arranged upwards, inside which the outer jacket 5 is cut downwards the distance of the kappa-5 to provide an annular gap 27 around the upper part of the heating surface for even distribution of the solution circulating outside the lamella elements. For discharge, an opening / slit 28 is provided in the lower part so that the inner jacket has a smaller diameter. in the middle of the device, the inner jacket 10 forms at its apex 29 a large separation chamber 30 corresponding to the expansion tank or steam hood with which the conventional evaporator devices are usually equipped. The lower part has an inner cylinder 31 which is tightly welded against the lower inner connecting ring 32 of the heating surface and 15 also tightly welded against the bottom of the device at a point 33, which may be a crown, as in the draft, or a domed end. If necessary, a droplet separator can be built into the central separation chamber.

Liuos, joka on haihdutettava, kierrätetään pumpulla 20 laitteen pohjalla olevasta puskuritilasta lämpöpinnan yläosan ympärillä olevaan jakelukammioon 26. Sisääntulevaa kiertävää liuosta varten oleva rengasrako 27 mitoitetaan tietylle kohtuulliselle painepudotukselle, minkä avulla varmistetaan tasainen jakelu. Ensi vaiheessa täytetään 25 koko vapaa poikkileikkaus lamellielementtien 2 ulkopuolella täysin sisäänvirtaavalla kiertoliuoksella, joka sitten valuu alaspäin kalvon muodossa lämpöpintojen päällä. Kiertävä liuos on hyvin lähellä kiehumispistettä, minkä vuoksi kiehuminen/höyrynmuodostus alkaa käytännöllisesti 30 katsoen välittömästi. Vapaa tila täyttyy siten voimakkaasti ylikyllästetyllä/kostealla höyryllä, mikä sisältää nes-tepisaroita, joiden suuruus vaihtelee sumusta ylöspäin. Lämpöpinnan varustaminen urilla, harjanteilla ja tukipisteillä luo nopeasti pyörremuodostuksen höyryyn, jolloin 35 kosteus ja pisarat iskeytyvät seinämiä vasten. Pyörremuo-dostus tulee tietenkin kiivaammaksi aina sitä mukaa kuin höyrymäärä lisääntyy alaspäin mentäessä.The solution to be evaporated is circulated by the pump 20 from the buffer space at the bottom of the device to the distribution chamber 26 around the top of the heating surface. The annular gap 27 for the incoming circulating solution is dimensioned for a certain reasonable pressure drop to ensure even distribution. In the first step, the entire free cross-section outside the lamella elements 2 is filled with a completely inflowing circulating solution, which then flows downwards in the form of a film on the heating surfaces. The circulating solution is very close to the boiling point, so that boiling / steam generation starts practically immediately. The free space is thus filled with strongly supersaturated / moist steam, which contains droplets of liquid, the size of which varies from the mist upwards. Equipping the heating surface with grooves, ridges, and support points quickly creates a vortex formation in the steam, causing moisture and droplets to strike the walls. Of course, the vortex formation becomes more intense as the amount of steam increases as it goes down.

Lämpöpinnan muotoilu varmistaa siten lämpöpinnan 8 78981 kaikkien osien täydellisen kostutuksen, mikä on edellytys täydelliselle toiminnalle 'ja sisäänlaitetun lämpöpinnan 100-prosenttiselle hyväksikäytölle. Olosuhteet putoamis-kalvopuolella, kuten edellä on esitetty, tekevät mahdolli-5 seksi sen, että laitetta voidaan ajaa minimaalisella neste-ylimäärällä, mikä merkitsee kierrätyspumpun pienempää tehonkulutusta.The design of the heating surface thus ensures complete wetting of all parts of the heating surface 8 78981, which is a prerequisite for perfect operation and 100% utilization of the installed heating surface. The conditions on the drop membrane side, as described above, make it possible to operate the device with a minimal excess of liquid, which means lower power consumption of the recirculation pump.

lämpöpinnan alaosaan on järjestetty rako 28 lämpöpinnan ja sisemmän vaipan väliin, niin että muodostunut höyry 10 ja kierrätysnesteen ylimäärä voivat poistua lämpöpaketista. Höyryn ja nesteen seos ohittaa ensiksi sarjan suojuslevyjä 35, missä ensimmäinen karkea erotus tapahtuu. Pääosa nesteestä törmää sylinteriä vasten, joka muodostaa lämmönvaihtimen alemman, sisemmän liitosrenkaan pidennyksen, ja valuu 15 sitten alas kiertävää liuosta varten olevaan puskuritilaan 34. Höyry tekee U-käännöksen, jolloin tapahtuu nestepisa-roiden lisäerotus, ja se kulkee sitten edelleen ylös pääero tuskolonnin 30 läpi.a gap 28 is provided in the lower part of the heating surface between the heating surface and the inner jacket, so that the generated steam 10 and the excess recycled liquid can leave the heat package. The mixture of steam and liquid first passes a series of cover plates 35 where the first rough separation takes place. Most of the liquid collides with the cylinder, which forms an extension of the lower, inner connecting ring of the heat exchanger, and then flows into the buffer space 34 for the circulating solution. The steam makes a U-turn, further separating the liquid droplets, and then passes up through the main separation column. .

Claims (3)

9 789819,78981 1. Lämmönvaihdin kahden väliaineen läpivirtausta ja 5 lämmönvaihtopintojen kautta tapahtuvaa lämmönvaihtoa varten, niin että väliaineet eivät suoraan kosketa toisiaan, jolloin lämpöpinnat on asetettu pyörähdyssymmetrisesti akselin suhteen ja jolloin väliaineiden päävirtaussuunta on yhdensuuntainen mainitun akselin kanssa ja lämpöpinnat on 10 asetettu mainitun akselin ympärillä olevan rengasmaisen alueen sisään, niin että keskiakselin ympärille muodostuu ilman lämmönvaihtopintoja oleva keskeinen ontelotila, tunnettu siitä, että lämmönvaihtopinnat muodostuvat parittain lamelleiksi (2) yhteenliitetyistä levyistä (3,4), 15 jotka on poimutettu yhdensuuntaisesti mainitun akselin kanssa, jolloin kyseisten poimutusten korkeus (hi,h2, ...) kasvaa etäisyyden mukana akselista ulospäin, niin että vastakkaisissa lamelleissa (2) olevat poimutukset ovat toisiaan vasten ja muodostavat tukipisteet lamellien välille.A heat exchanger for flowing two media and exchanging heat through 5 heat exchange surfaces so that the media do not directly contact each other, the heating surfaces being rotationally symmetrical about an axis and the main flow direction of the media being parallel to said axis and the heating surfaces being positioned around said axis , so that a central cavity without heat exchange surfaces is formed around the central axis, characterized in that the heat exchange surfaces are formed in pairs of lamellae (2) by plates (3,4) corrugated parallel to said axis, the height of said corrugations (hi, h2,. ..) increases with the distance outwards from the shaft, so that the corrugations in the opposite lamellae (2) are against each other and form support points between the lamellae. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että levyt (3,4) on taivutettu tai käännetty jonkin verran tasoataan tasoon sijoitetun linjan ympäri, joka linja on kohtisuorassa mainittua akselia vastaan.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the plates (3, 4) are bent or turned somewhat flush around a plane arranged in the plane, which line is perpendicular to said axis. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönvaihdin, jol loin lamellit on yhdistetty sivut vastakkain kahdesta pääte-reunastaan (18,19) hitsauksen avulla, tunnettu siitä, että liitosreuna (18,19) tehdään kaltevaksi vinosti alaspäin, jotta helpotetaan valumista.Heat exchanger according to claim 1, wherein the lamellae are connected side by side at their two end edges (18, 19) by welding, characterized in that the connecting edge (18, 19) is inclined obliquely downwards to facilitate drainage.
FI852047A 1983-09-28 1985-05-22 Heat exchanger. FI78981C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8305270A SE455229B (en) 1983-09-28 1983-09-28 HEAD EXCHANGER WITH FOLDED LAMBLES PLACED IN THE RING
SE8305270 1983-09-28
SE8400318 1984-09-28
PCT/SE1984/000318 WO1985001570A1 (en) 1983-09-28 1984-09-28 Heat exchanger

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI852047A0 FI852047A0 (en) 1985-05-22
FI852047L FI852047L (en) 1985-05-22
FI78981B FI78981B (en) 1989-06-30
FI78981C true FI78981C (en) 1989-10-10

Family

ID=20352677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI852047A FI78981C (en) 1983-09-28 1985-05-22 Heat exchanger.

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0157849B1 (en)
JP (1) JPS61500178A (en)
BR (1) BR8407092A (en)
DE (1) DE3468520D1 (en)
FI (1) FI78981C (en)
SE (1) SE455229B (en)
WO (1) WO1985001570A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK615289D0 (en) * 1989-12-06 1989-12-06 Turbovent As HEAT RECOVERY FAN
WO2010069602A2 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus for the distribution of fluids and the heat and/or mass exchange thereof
FR3009073A1 (en) * 2013-07-29 2015-01-30 Didier Costes SODIUM AND NITROGENOUS SURGENERATOR REACTOR
IT201600114405A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-14 Calini Donatella A COMBUSTION CHAMBER AND HEAT ABSORBER FOR STIRLING MOTORS IN ALFA CONFIGURATION

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE121818C1 (en) * 1948-01-01
SE183544C1 (en) * 1963-01-01
DE957949C (en) * 1957-01-24 Waagner-Birö Aktiengesellschaft, Wien Heat exchange device in connection with a centrifugal separator
US881523A (en) * 1904-10-31 1908-03-10 Winter Kunststoff Heinr J Apparatus for continuous evaporation.
US2941787A (en) * 1956-04-13 1960-06-21 Pedar Ltd Apparatus for heat exchange
FR1330305A (en) * 1962-05-11 1963-06-21 heat exchanger
ES349259A1 (en) * 1967-01-04 1969-04-01 Hourwitz Gas-liquid finned heat exchanger
DE2029783C3 (en) * 1970-06-16 1974-03-07 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
BR8407092A (en) 1985-08-13
FI78981B (en) 1989-06-30
DE3468520D1 (en) 1988-02-11
SE455229B (en) 1988-06-27
EP0157849B1 (en) 1988-01-07
JPS61500178A (en) 1986-01-30
EP0157849A1 (en) 1985-10-16
SE8305270D0 (en) 1983-09-28
SE8305270L (en) 1985-03-29
FI852047A0 (en) 1985-05-22
FI852047L (en) 1985-05-22
WO1985001570A1 (en) 1985-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4119140A (en) Air cooled atmospheric heat exchanger
KR100358268B1 (en) Condenser with drainage member for reducing the volume of liquid in the reservoir
GB2057666A (en) Heat exchangers
GB2166862A (en) Vehicle radiator
FI78981C (en) Heat exchanger.
JPH0133201B2 (en)
WO1999030099A1 (en) Plate heat exchanger
US6296049B1 (en) Condenser
US6289978B1 (en) Coiled heat exchanger and a method for making a coiled heat exchanger
FI91601C (en) Selective condensing unit
KR20190122809A (en) Heat exchanger plate, plate package using these heat exchanger plate and heat exchanger using such heat exchanger plate
US4489775A (en) Desublimator for isolating sublimation products from reaction gases
WO1991015728A1 (en) Unloaded heat exchanger tube sheet
WO2007045719A1 (en) Plate heat exchanger and method for constructing pressure-proof plate heat exchanger
CN107328269B (en) Plate-shell heat exchanger composed of parallel plate bundles
JPH0926272A (en) Condenser
CA1274820A (en) Heat exchanger
EP0492799A1 (en) Heat exchanger
US4603734A (en) Heat exchange element of the air-tube type
GB1559330A (en) Water cooling apparatus
CN110671952A (en) Shell and tube heat exchanger
CN200958870Y (en) Internal cavity of solar heater
CN217424101U (en) Water tank and heat exchanger device
NO163346B (en) HEAT EXCHANGE.
US20240053103A1 (en) Evaporative wet surface air cooler

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: FOLBEX AB