FI91917B - Lämmönsiirtolevypakka - Google Patents

Description

91917 Lämmönsiirtolevypakka Tämä keksintö liittyy lämmönsiirtolevypakkaan, joka on patenttivaatimuksen 1 johdannossa esitetyn määritelmän 5 mukainen.

Lämmönsiirtolevyt, joissa kussakin levyssä on S-muotoiset kaksiharjäiset poimutukset ja välillä olevat tasaiset tai hieman aaltoilevat levyn osat, ovat tunnettuja esimerkiksi GB-patenttijulkaisuista 1 335 205 ja 1 252 10 319. Näillä tunnetuilla levyillä on havaittu olevan opti maaliset arvot mitä tulee lämmönsiirto-ominaisuuksiin ja alhaisiin paineenalenemaolosuhteisiin. Pinottaessa kiilamaisiin pakkoihin, erityisesti regeneratiivisiin ilman esilämmittimiin, näiden tunnettujen lämmönsiirtolevyjen 15 tarjoamat edut hyödynnetään täysin erityisen edullisella tavalla, koska on havaittu, että sellaiset pakat ovat vähemmän alttiita tukkeutumaan niinkutsutun noen ja muiden savukaasuissa olevien kiinteiden jäämien ansiosta kuin muun tyyppiset lämmönsiirtolevyt, joita käytetään samaan 20 tarkoitukseen.

Tunnettuja levypakkoja tuotetaan kolmen keskenään erilaisen menetelmän mukaisesti. Ensimmäisen menetelmän mukaisesti metallilevyn kaistaletta valssataan ensin kahden profiloidun telan välissä ja siten niille annetaan 25 aiottu profiloitu muoto, jonka jälkeen täten profiloitu metallikaistale leikataan progressiivisesti suureksi määräksi kappaleita, joiden koko on esimerkiksi pienin tai kapein koko kiilan muotoisen pakan levyistä, jonka jälkeen profiloidusta metallikaistaleesta leikataan jälleen vas-30 taava lukumäärä levyjä, joiden koko on seuraavaksi pienin pakan koko, ja niin edelleen, kunnes levyt, joiden koko on suurin haluttu koko, on leikattu mainitusta profiloidusta metallilevykaistasta. Tällä tavoin tuotetaan levyvarasto, jossa on kaikki vaadittavat eri koot, joista vaadittavat 35 levyt voidaan kerätä järjestyksessä, peräkkäisesti kasva- 2 91*17 vassa tai pienenevässä kokojärjestyksessä ja levyt voidaan kasata toistensa päälle vierekkäisten levyjen kaksoishar-jojen leikatessa toisensa, so. perättäiset levyt käännetään kukin 90°, kiilan muotoisen levypakan muodostamisek-5 si. Vierekkäisten levyjen keskenään määrittelemillä vir-tauskanavilla on täten yllä mainituissa patenttijulkaisuissa kuvattu malli.

Toisen menetelmän mukaisesti näistä kolmesta vastaavat metallilevykaistaleet valssataan samanaikaisesti 10 erillisissä valssituolipareissa, jotka on keskenään järjestetty niin, että kun metallilevykaistaleet syötetään ulos kustakin valssiyksiköstä kerrostetussa suhteessa, kunkin kaistaleen kaksoisharjat leikkaavat toisensa tavalla, joka on kuvattu yllä mainitussa patenttijulkaisussa.

15 Tätä menetelmää kuvataan esimerkiksi GB-patenttijulkaisussa 1 401 621, ja se käsittää sekä metallilevykaista-leiden samanaikaisen leikkauksen pienempiin osiin samalla kun perättäisesti vaihdetaan levykokoa jokaisen leikkauksen jälkeen niin, että kaistaleista leikatut palat voidaan 20 pinota välittömästi kiilanmuotoiseksi rungoksi, jonka jälkeen prosessi toistetaan seuraavaa linjalla olevaa levy-pakkaa varten.

Edellä mainituista kolmesta menetelmästä kolmannen voidaan sanoa käsittävän ensimmäisen ja toisen menetelmän • 25 yhdistelmän. Kolmannessa menetelmässä käytetään vain yhtä valssituoliparia, ja metallikaistan pienemmiksi osiksi tai levyiksi jakamisen jälkeen levyistä muodostetaan pakkoja, vaikka tässä tapauksessa on välttämätöntä kääntää jokainen vuorottainen levy mainitun levyn kaistasta leikkaamisen 30 jälkeen niin, että kaksoisharjat keskenään vierekkäisissä levyissä leikkaavat toisensa.

Ainoa haitta, joka ilmenee näissä tunnetuissa levyissä on, että jonkin verran vaikeuksia on koettu puhallettaessa pois tehokkaasti niinkutsuttua nokea ja korroo-35 sion tuotteita, koska noen puhallussuihkut hajoavat levy- >1 3 91917 jen välisiin virtauskanaviin vinosti ulottuvien kaksois-harjojen vuoksi. Tämän seurauksena keskenään vierekkäisten levyjen määrittämät kanavat voivat osittain tukkeutua ajoittain, mikä saattaa vaatia lämmönvaihtojärjestelmän 5 sulkemista esilämmittimen puhdistamista varten.

Tästä syystä tätä lämmönsiirtolevytyyppiä ei ole hyväksytty joissakin maissa, huolimatta siitä, että se on ollut saatavilla 17 vuotta, samalla kun levy on joissakin maissa hyväksytty sen korkeiden lämmönsiirtoarvojen an-10 siosta ja niitä on käytetty yhdessä apuratkaisujen kanssa niinkutsutun noen ja muiden kiinteiden aineiden irrotuksen parantamiseksi puhaltamalla. Eräs sellainen ratkaisu on käsittänyt lämmönsiirtolevyjen jakamisen vähintään kahteen osaan väliaineen virtauksen suuntaisesti jättämällä 15 tyhjä tila mainittujen kahden osan väliin niin, että niin-kutsutut noki ja muut kiinteät aineet voidaan puhaltaa tyhjää tilaa kohti levyjen kummastakin päästä lähtien. Tämä ratkaisu ei ole kuitenkin ideaalinen, ei levyjen noesta puhtaaksi puhaltamisen eikä tilan käytön kannalta.

20 Tämän keksinnön kohteena on parantaa tämän tyyppi sen levypakan virtauskuviota, jotta estetään vierekkäisten levyjen muodostamien kanavien tukkeutuminen, joko osittain tai kokonaan, tehokkaammalla tavalla.

Tämä tavoite on saavutettu keksinnön mukaisesti si-• 25 ten, että levyt ovat keskenään siten suunnatut, että kus sakin kaksoisharjaparissa leikkauspistettä lähestyttäessä toisen levyn kaksoisharjan osa työntyy esiin välikanavaan päin ja toisen levyn kaksoisharjan osa työntyy poispäin mainitusta välikanavasta.

30 On havaittu, että niissä tapauksissa, kun tukkeutu mista on tapahtunut, se on alkanut kohdasta, missä pari kaksoisharjoja lähestyy leikkauspistettä, ja missä molempien kaksoisharjojen osat työntyvät esiin välikanavaan päin. Tämä tarkoittaa, että levy on käännetty epäedulli-35 sella tavalla, huolimatta siitä seikasta, että levyn kak- 4 91917 soisharjat leikkaavat vierekkäisten levyjen kaksoisharjat, ja että siis useissa tämän levyn leikkauspisteissä on pyrkimystä tukkeutumien aloittamiseen. Syy, miksi sellaisissa leikkauspisteissä tukkeutumat alkavat, on se, että ne toi-5 mivat suppilomaisina kokoonpuristuksina, joihin niinkutsutut noki, lika ja muut kiinteät hiukkaset ja usein tahmeat osaset kerääntyvät ja estävät lämmönvaihtoväliaineen läpivirtauksen. Niinkutsutun noen ja muun kiinteän aineen puhallukseen käytettyjen suihkujen käyttöä leikkauspisteet 10 myös hidastavat.

Eräässä keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa kaikki leikkauspisteet ovat keskenään samat, oleellisen keksinnön piirteen ollessa se, että kussakin leikkauksessa yhdessä kaksoisharjassa on aina osa, joka työntyy poispäin 15 kanavasta ja joka sallii väliaineen virtauksen leikkauspisteen ohi. Tämä järjestely myös mahdollistaa noen yms. poispuhaltamiseen käytettävien suihkujen käytön leikkauspisteissä ilman välttämätöntä hidastusta.

Jotta vähennetään virtauksen vastusta mahdollisim-20 man suuressa määrin ja siten myös tukkeutumisen muodostu-mispyrkimystä, kunkin erään edullisen suoritusmuodon mukaisen levyn S-muotoiset kaksoisharjat on erotettu tunnetulla tavalla tasaisella osalla, jonka leveys on huomattavasti suurempi kuin kunkin kaksoisharjän harjojen väli-25 nen leveys.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten liitteenä oleviin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on perspektiivikuva kiilanmuotoisesta lämmönsiirtolevy-pakasta; kuvio 2 on perspektiivikuva osittaisesta leik-30 kauksesta, joka kuvaa väliaineen virtausta kahden keksinnön mukaisesti rakennetun päällekkäin asetetun levyn harjojen leikkauspisteessä; kuvio 3 on yksinkertaistettu kuva kuviosta 2 kuvattuna väliaineen virtauksen suuntaisesti; ja kuvio 4 on samanlainen kuin kuvio 3, mutta siinä kuva-35 taan väliaineen virtausta kahdella levyllä, jotka eivät ole keksinnön mukaisesti konstruoituja.

91917 b

Kuvio 1 kuvaa kiilanmuotoista pakkaa 1 lämmönsiir-tolevyjä 2, 3, jotka ovat samanlaisia kuin kuvioissa 2 ja 3 ja jotka on tarkoitettu käytettäväksi pyörivissä regene-ratiivisissa ilman esilämmittimissä. Tämän kaltainen esi-5 lämmitin sisältää suuren määrän levypakkoja 1, jotka muodostavat rengasmaisen rungon esilämmittimessä ja joissa on kanavia lämmönsiirtoväliaineelle, näiden kanavien ulottuessa kunkin levypakan 1 kahden keskenään vastakkaisen päätypinnan 4, 5 välillä. Väliainevirran pääsuunta on 10 osoitettu kaksoisnuolella 6.

Kukin levy 2, 3 on varustettu poimutuksella, jossa on S:n muotoisesti kaksoisharjat 21, 22 ja 31, 32 ja kunkin kaksoisharjan kunkin harjan huippujen välinen etäisyys on 2a. Tasaisten levyn osien 23, 33 välinen etäisyys on 15 täten 2a. Kuten kuvioista 2, 3 voidaan nähdä kahden pääl-lekkäinasetetun levyn välinen etäisyys vaihtelee 2a ja 4a välillä kaksoisharjojen leikkauspisteissä 24, väliaineen virtauspolun näissä leikkauspisteissä ollessa ilmaistu nuolella 25. Tämä tarkoittaa, että noki, lika ja muut 20 kiinteät ainehiukkaset voivat kulkeutua lämmönsiirtovä- liaineen mukana helposti leikkauspisteiden 24 ohitse. Olosuhteet ovat samat väliaineen virratessa vastakkaiseen suuntaan ja viereisissä kanavissa (ei kuvassa).

Vertailun vuoksi voidaan tutkia tapahtumia, jotka - 25 sattuvat silloin, kun levyt, jotka vaikka ovatkin asetet tu siten, että niiden kaksoisharjat leikkaavat, eivät ole suunnattu suhteessa toisiinsa patenttivaatimuksen 1 mukaisesti. Tällaista tilannetta kuvataan kuviossa 4, missä levy 40 kaksoisharjoineen 41,42 on suunnattu erilailla kuin 30 kuvion 3 suoritusmuodossa. Kuvion 4 suoritusmuodossa kaksoisharjojen 21,22 ja 41,42 osat 21 ja 42 ovat vastakkain leikkauspisteissä 43 niin, että levyjen välinen etäisyys on ainoastaan a, johtaen mainittujen leikkauspisteiden kohdalla kokoonpuristettuun virtauskanavaan. Levyjen 2 ja 35 40 välisellä kanavalla on kokonaisuudessaan kuristusvaiku- 6 91917 tus väliainevirtaan, erityisesti kun verrataan väliaine-virtaa kahdessa välittömästi edellisen kanavan viereisissä kanavissa (ei kuvassa). Näillä kahdella viereisellä kanavalla on suurempi hyötypinta kuin edellisellä kanavalla ja 5 täten ne johtavat suhteellisesti suuremman väliainevirran, jos myös nämä levyt olisi väärin suunnattuja. Leikkauspisteissä 43 tapahtuvat kokoonpuristukset ovat taipuvaisia aiheuttamaan väliainevirran mukana kulkeutuvien noki, lika ja muiden kiinteiden aineiden hiukkasten kiinnittymisen 10 välittömästi leikkauspisteiden yläpuolelle ja sen jälkeen suppilon muotoisiin paikkoihin mainittujen leikkauspisteiden yläpuolella, kuten nähdään virtaussuunnasta. Täten, kaikkien lämmönsiirtolevyjen sisältyessä esim. esilämmit-timeen, riittää, että ainoastaan yksi levy on väärin suun-15 nattu aloittaakseen virtauskanavien tukkeutumisen, tämä alkava kanavien tukkeutuminen leviää normaalisti nopeasti toisiin virtauskanaviin. Jotta eliminoitaisiin täysin riski, että levyt tulevat väärin suunnatuiksi, on tarpeen rullata metallikaista ja leikata profiloidut metallikais-20 tat levymuotoon ja sitten pakata tuloksena saadut levyt automaattisesti annettuun järjestykseen, esimerkiksi kahden sellaisen valssituoliparin avulla, joita kuvataan GB-patenttijulkaisussa 1 559 084, missä on suora syöttö nau-hanleikkauslaitteelta ja sieltä välittömästi pakkauslait-25 teille tuloksena syntyneiden lämmönsiirtolevyjen pakkaamista varten valmiina käyttöön pakkauksiksi, GB-patentti-julkaisun 1 401 621 mukaisesti. Kahden valssituoliparin käyttö estää tarpeen kääntää kutakin vuorottaista levyä ennen levyjen kokoamista pakoiksi tähän asti standardin 30 menetelmän mukaisesti, tämän standardimenetelmän poikkeuksetta johtaessa siihen, että levyt ainakin monissa ilman esilämmittimissä ovat oikein ja väärin suunnattuja kontrolloimattomalla tavalla. Täten, molemmat johdannossa mainitut GB-patenttijulkaisut kuvaavat lämmönsiirtolevyjä, 35 jotka ovat niin suunnattuja, että ne ovat vastakkaisia tä- 7 91917 män patenttivaatimuksen 1 kanssa. Kun käytetään yhtä val-ssituoliparia käyttävää menetelmää ja jossa kukin vuorot-tainen levy käännetään annetun astemäärän verran, on varmistuttava, että levyt käännetään aina akselinsa ympäri 5 oikeassa kulmassa lopullisten kanavien pääsuuntaan nähden, so. yhdensuuntaisesti suunnatun linjan kanssa, jota pitkin profiloitu kaista syötetään kaistan leikkauslaitteen läpi. Jos tätä ehtoa ei täytetä, levyt tulevat väärin suunnatuiksi. On myös varmistettava, että jatkuvuus ylläpidetään 10 käyttöhäiriön jälkeen. Kaikki nämä ansat vältetään käyttämällä kaksoisvalssituoliparia.

Claims (2)

8 91917

1. Pakka lämmönsiirtolevyjä lämmönvaihtimia varten, joka pakka käsittää useampia keskenään identtisiä profi- 5 loituja levyjä (2, 3), jotka on järjestetty keskenään vierekkäin ja jotka muodostavat välikanavia lämmönvaihtoväli-ainetta varten, mainittujen välikanavien ulottuessa pakan (1) kahden keskenään vastakkaisen päätypinnan (4,5) välillä, ja jossa kukin pakassa (1) oleva levy on varustettu 10 sanotuksilla, jotka ovat keskenään yhdensuuntaisten S- muotoisten kaksoisharjojen (21, 22; 31, 32) muodossa, jotka kaksoisharjat työntyvät esiin symmetrisesti ja vinosti kummankin mainitun levyn molemmilta sivuilta, ja jotka levyt (2, 3) ovat siten suunnatut, että yhden levyn kak-15 soisharjat leikkaavat viereisen levyn kaksoisharjat siten, että levyt ovat kosketuksissa toisiinsa ainoastaan leikkauksien (24) kohdalla, ja jossa pakassa (1) kunkin levyn kaksoisharjat ulottuvat symmetrisesti ja vinosti keskenään vastakkaisiin suuntiin suhteessa lämmönvaihdinväliaineen 20 päävirtausuuntaan (6) nähden, tunnettu siitä, että levyt (2, 3) ovat keskenään siten suunnatut, että kussakin kaksoisharjaparissa leikkauspistettä (24) lähestyttäessä toisen levyn (2) kaksoisharjän osa (21) työntyy esiin välikanavaan päin ja toisen levyn (3) kaksoisharjän 25 osa (32) työntyy poispäin mainitusta välikanavasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirtolevy-jen pakka, tunnettu siitä, että kussakin levyssä S-muotoiset kaksoisharjat on erotettu toisistaan tasaisella levynosalla (23), jonka leveys on huomattavasti suurem- 30 pi kuin kunkin kaksoisharjän leveys (21, 22; 31, 32). 9 91917