NL1010300C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een warmtewisselaar, en warmtewisselaar verkregen door toepassing van genoemde werkwijze. - Google Patents

Description

975217/Me/EKO

Korte aanduiding: Werkwijze voor het vervaardigen van een warmtewisselaar, en warmtewisselaar verkregen door toepassing van genoemde werkwijze.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een warmtewisselaar van metaal, zoals aluminium, koper, ijzer, staal of messing, welke warmtewisselaar omvat: een door een wand gevormde ruimte, 5 welke is voorzien van een toevoeropening voor het toevoeren van een eerste fluïdum aan de ruimte, en een afvoeropening voor het afvoeren van het eerste fluïdum uit de ruimte; een zich in hoofdzaak helicoïdaal om de ruimte uitstrekkend kanaal voor een tweede fluïdum; en een aantal zich in de ruimte vanaf 10 de wand uitstrekkende uitsteeksels. Tevens heeft de uitvinding betrekking op een door toepassing van de werkwijze verkregen warmtewisselaar.

Een dergelijke warmtewisselaar is bijvoorbeeld bekend uit EP-A-0 794 393. Deze publicatie beschrijft een met behulp van 15 een giettechniek uit lichtmetaal vervaardigde warmtewisselaar met een gesloten veelhoekige of gebogen binnenwand, en voorzien van ten minste een waterkanaal, een zich binnen de binnenwand uitstrekkende branderruimte voor hete rookgassen, en zich aan de binnenzijde vanaf de binnenwand uitstrekkende 20 warmte-overdragend oppervlak vergrotende elementen, zoals nokken of schotten. Het waterkanaal strekt zich helicoïdaal langs de buitenzijde van de binnenwand uit, en heeft aaneensluitende windingen.

De bekende warmtewisselaar is relatief compact. Tevens 25 heeft de bekende warmtewisselaar een gunstig rendement als gevolg van het feit dat het waterkanaal aan de buitenzijde van de branderruimte is aangebracht. Deze opbouw leidt er namelijk toe, dat de temperatuur van de warmtewisselaar aan de buitenzijde daarvan bij benadering gelijk is aan de temperatuur van 3 0 het water in het waterkanaal, terwijl de hete rookgassen zich in de branderruimte bevinden. Aldus worden de convectie- en stralingsverliezen van de warmtewisselaar geminimaliseerd.

De bekende warmtewisselaar wordt in een conventioneel 1010300 2 gietproces gegoten, gebruikmakend van een gietkernsamenstel van zand, was of kunststof. Dergelijke gietprocessen verschaffen in principe de voor de vormgeving van de warmtewisselaar gewenste vrijheid in de bepaling van de verhouding tussen het 5 waterzijdige en het rookgaszijdige oppervlak voor een optimale warmteoverdracht tussen de rookgassen en het water.

Een bezwaar van de bekende warmtewisselaar is dat de inhoud van het waterkanaal relatief groot is, wat tot gevolg heeft dat het na het in bedrijf nemen van de warmtewisselaar 10 door de hoge warmtecapaciteit van het water relatief lang duurt voordat het water in het waterkanaal de gewenste temperatuur heeft. Dit is in het bijzonder ongewenst wanneer het water in de warmtewisselaar deel uitmaakt van een waterkringloop voor het verwarmen van tapwater, wat gebruikelijk is in 15 een zogenaamde combi-ketel, die is bestemd om zowel tapwater als water voor verwarmingsdoeleinden te verwarmen. De gewenste - tapwaterverwarming vindt pas plaats als het door de warmtewis selaar stromende water op temperatuur is. Hoe sneller dit gebeurt, des te hoger zal het comfort voor de gebruiker van de 20 ketel zijn. Ook wanneer in de combi-ketel gebruik wordt gemaakt van een warmwaterbuf fer voor het overbruggen van de tijdsduur tussen het tijdstip waarop de vraag naar warm tapwater start en het tijdstip waarop de gewenste graad van verwar-^ ming van het tapwater is bereikt, is het gewenst om het door 25 de warmtewisselaar stromende water snel op temperatuur te hebben. Hoe sneller dit namelijk gebeurt, des te kleiner kan het warmwaterbuffer zijn.

Een eerste reden voor de grote inhoud van het waterkanaal in de bekende warmtewisselaar is dat het waterkanaal een 30 minimale, relatief grote dwarsdoorsnede moet hebben om dit kanaal met behulp van een traditioneel gietproces te kunnen vormen. Deze minimale afmetingen kunnen niet onderschreden worden, omdat de gietkern in dat geval althans tijdens het gietproces een onvoldoende ondersteuning aan de wanden van het 35 kanaal zou kunnen bieden. Zowel in samenhang met, als ook onafhankelijk van genoemde eerste reden is een tweede reden voor de grote inhoud van het waterkanaal, dat het waterkanaal 1010300 3 zich over nagenoeg het gehele buitenoppervlak van de brander-ruimte uitstrekt, waardoor het waterkanaal een relatief grote lengte heeft.

Het feit dat een gietkerndeel een minimale dwarsdoorsnede 5 dient te hebben om de vereiste stabiliteit daarvan te waarborgen, heeft als bijkomend nadelig effect dat de warmte-overdragend oppervlak vergrotende elementen van de bekende warmtewisselaar een in feite door het toegepaste gietproces bepaalde minimale afstand van elkaar geplaatst dienen te worden.

10 Een ander bezwaar van de bekende warmtewisselaar is dat deze, alhoewel lichtmetaal wordt toegepast, nog een relatief grote massa heeft, aangezien de verschillende delen daarvan, zoals de wand van de branderruimte, de wand van het waterkanaal en de warmte-overdragend oppervlak vergrotende elementen, 15 relatief dik zijn. De reden voor deze dikte is gelegen in de vereiste minimale ruimte tussen delen van het gietkernsamen-stel in verband met onnauwkeurigheden bij de vervaardiging van het gietkernsamenstel, de assemblage, en het gebruik daarvan. De relatief grote massa van de warmtewisselaar impliceert dat 20 de warmtecapaciteit van de warmtewisselaar relatief groot is, en dat de materiaalkosten relatief hoog zijn. De nadelige gevolgen van de grote warmtecapaciteit zijn hierboven reeds in verband met het waterkanaal toegelicht.

De uitvinding beoogt een werkwijze te verschaffen om een 25 warmtewisselaar te vervaardigen op een zodanige wijze, dat de beperkingen van de traditionele vervaardigingswijze worden overwonnen, en de gunstige eigenschappen van het bekende type warmtewisselaar verder geoptimaliseerd kunnen worden.

De werkwijze volgens de uitvinding omvat daartoe de 30 stappen van: het uit een kunststof vormen van een replica van de warmtewisselaar, welke kunststof althans bij de smelttempe-ratuur van het metaal verdampt; het bedekken van de oppervlakken van de replica met een gasdoorlatende, ondersteunende laag van een warmtebestendig materiaal; en het gieten van het 35 metaal in vloeibare toestand op de replica binnen de gasdoorlatende laag voor het doen verdampen van de kunststof en het vullen van de door de kunststof in beslag genomen ruimte met mi .ίοo Γ 4 het metaal.

Voor het uit kunststof, bij voorkeur polystyreen (EPS), vormen van een replica van de warmtewisselaar kan teruggegrepen worden op op zichzelf bekende spuitgiettechnieken, met 5 behulp waarvan de replica in zijn geheel of in gedeelten kan worden vervaardigd. De vervaardiging in gedeelten zal worden gekozen indien de geometrie van de warmtewisselaar, en dus ook van de replica, complex is. De voor het vormen van de replica-gedeelten benodigde matrijs/matrijzen kunnen in dat geval 10 relatief eenvoudig worden uitgevoerd. De verschillende delen van de replica kunnen na hun vervaardiging eenvoudig met een geschikt hechtmiddel of door bijvoorbeeld lassen van de kunststof onderling worden verbonden voor het vormen van de complete replica.

15 De kunststof en het eventueel toegepaste hechtmiddel dienen een verdampingstemperatuur te hebben die lager is dan, of ten minste gelijk is aan de smelttemperatuur van het metaal waaruit de warmtewisselaar wordt gevormd, zodat tijdens het gieten van het metaal in vloeibare toestand op de replica de 20 door de replica gedefinieerde ruimte geleidelijk wordt ingenomen door het metaal, terwijl de kunststof en het eventuele hechtmiddel verdampen en ontwijken via de gasdoorlatende, ondersteunende laag van warmtebestendig materiaal.

Door in tegenstelling tot de stand van de techniek, 25 waarin een gietkernsamenstel dient als uitgangspunt voor het definiëren van de geometrie van de warmtewisselaar, nu volgens de uitvinding een kunststof replica deze rol te laten vervullen, is ten eerste een grotere vormvrijheid mogelijk, waarbinnen ook andere constructie-elementen, zoals geluiddempende 30 inrichtingen die een of meer holten omvatten, als integraal onderdeel van de warmtewisselaar kunnen worden gevormd. Voorts kunnen details van de warmtewisselaar, zoals wanden en uitsteeksels, met een geringere dikte worden uitgevoerd, wat de warmtecapaciteit van de warmtewisselaar wezenlijk vermindert, 35 en de warmteoverdracht verbetert. De dwarsafmetingen van het waterkanaal kunnen worden verminderd, waardoor de inhoud van het kanaal en aldus de warmtecapaciteit van het water wezen- 1010300 5 lijk afneerat, zodat een snelle verwarming van het water kan plaatsvinden.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding worden de oppervlakken van de replica bedekt door 5 ten eerste de oppervlakken van de replica met een gasdoorla-tende laag van in hoofdzaak een eerste warmtebestendig materiaal te bedekken; en ten tweede de gasdoorlatende laag te bedekken met een laag van een ondersteunend, poreus tweede warmtebestendig materiaal. De gasdoorlatende laag met het 10 eerste warmtebestendige materiaal, bij voorkeur een keramisch materiaal, in het bijzonder siliciumdioxide, aluinaarde, zirkoon, chromiet en/of aluminosilicaat, fungeert als "skelet" voor de replica ter behoud van de vorm daarvan voor en tijdens het gieten, en fungeert tevens als "scheidingswand" tussen de 15 replica (en tijdens het gieten: het metaal) en de laag van het ondersteunende, poreuze tweede warmtebestendige materiaal, dat bij voorkeur een keramisch materiaal is, en in het bijzonder bestaat uit zand. De laag van het eerste warmtebestendige materiaal kan worden aangebracht door dompelen, overgieten of 20 opspuiten, en is bij voorkeur dun, bijvoorbeeld 0,25 tot 1,5 mm, om het tijdens het gieten ontstane gas gemakkelijk te kunnen doorlaten. De laag kan ook dun zijn, omdat het tweede warmtebestendige materiaal zorgt voor de noodzakelijke ondersteuning van de laag van het eerste warmtebestendige materi-25 aal, met name wanneer zich daaronder vloeibaar metaal bevindt. De laag van het tweede warmtebestendige materiaal is gewoonlijk dikker dan de laag van het eerste warmtebestendige materiaal, en kan eenvoudig zijn gevormd door in de eerste plaats de holten van de van het eerste warmtebestendige materiaal 30 voorziene replica te vullen met zand, en in de tweede plaats de replica bijvoorbeeld in een bak met zand te plaatsen, zodat het gehele buitenoppervlak van de replica, met uitzondering van de noodzakelijke gietkanalen, voldoende met zand bedekt is. Indien compacteren van het zand noodzakelijk is, wordt dit 35 gedurende een bepaalde tijd in trilling gebracht. Aan het zand wordt bij voorkeur geen bindmiddel toegevoegd. Het zand kan na het gieten en het stollen van het metaal eenvoudig afgevoerd 1010300 6 worden, waarbij het, indien noodzakelijk, door middel van trillen uit de holten van de replica kan worden verwijderd. Het zand vervuilt nagenoeg niet, en kan zonder problemen hergebruikt worden, of zonder speciale maatregelen afgevoerd 5 worden.

Het is overigens uiteraard binnen het kader van de onderhavige uitvinding mogelijk om op zichzelf bekende middelen aan het zand toe te voegen om de vormvastheid, met name tijdens het gietproces, van de zandmassa te verbeteren, waardoor 10 tevens in voorkomende gevallen afgezien kan worden van het aanbrengen van de laag van het eerste warmtebestendige materiaal op de replica.

De uitvinding beoogt in het bijzonder een warmtewisselaar te verschaffen met een relatief kleine warmtecapaciteit, een 15 relatief kleine waterinhoud, een uitstekende warmteoverdracht, een laag gewicht, en een lage kostprijs. Voor het bereiken van een of meer van de genoemde doelen wordt de warmtewisselaar vervaardigd volgens de hiervoor beschreven werkwijze.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de warmtewisselaar 20 volgens de uitvinding een geïntegreerd afvoerkanaal voor het eerste fluïdum, welk kanaal een toevoeropening en een afvoer-opening heeft, waarbij de toevoeropening van het afvoerkanaal aansluit op de afvoeropening van de ruimte. Op deze wijze kan een verbinding met een noodzakelijke afdichting tussen de 25 ruimte en het afvoerkanaal worden uitgespaard, en kan een verbrandingssysteem waarvan de warmtewisselaar deel uitmaakt, bijzonder compact worden gebouwd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn in het afvoerkanaal nabij de toevoeropening daarvan warmtegeleidingselementen 30 aangebracht ter verbetering van de warmteoverdracht van het eerste fluïdum aan de warmtewisselaar. Daarbij strekt het kanaal voor het tweede fluïdum zich ter plaatse van de warmtegeleidingselementen mede om het afvoerkanaal uit om de in het afvoerkanaal aan het eerste fluïdum onttrokken warmte zo 35 effectief mogelijk aan het tweede fluïdum over te dragen.

Bij voorkeur is de door de ruimte en het afvoerkanaal bepaalde stroomweg voor het eerste fluïdum in hoofdzaak U- 10103 00 7 vormig. Op voordelige wijze bevindt de toevoeropening van de ruimte zich in hoofdzaak in hetzelfde vlak als de afvoerope-ning van het afvoerkanaal. Hierdoor kunnen bij de warmtewisselaar behorende componenten van een verbrandingssysteem, zoals 5 een brander, een rookgasafvoerkanaal en dergelijke, eenvoudig en als compacte eenheden op de warmtewisselaar worden gemonteerd.

Met voordeel zijn de toevoeropening van de ruimte en de afvoeropening van het afvoerkanaal gevormd door een enkele, 10 gemeenschappelijke flens. Na het gieten van de warmtewisselaar behoeft in dit geval slechts één flensoppervlak nabewerkt te worden, wat in een enkele bewerkingsstap kan plaatsvinden. Eventuele maatafwijkingen van het gietdeel hebben niet of nauwelijks invloed op de te maken aansluitingen op de genoemde 15 toevoer- en afvoeropening. Wanneer op de flens te monteren componenten (in het geval van een verbrandingsinrichting: een brander en een rookgasafvoer) voorafgaand aan de montage zijn samengebouwd tot één samengestelde component, kan deze samengestelde component in één bewerkingsstap worden gemonteerd. De 20 demontage van één samengestelde component leidt tot een vereenvoudiging van onderhoud en reiniging van de warmtewisselaar.

In een voorkeursuitvoeringsvorm neemt de dwarsdoorsnede van de ruimte, dwars op de stroomrichting van het eerste 25 fluïdum gezien, in de stroomrichting van het eerste fluïdum af. Aldus bereikt men, dat de stroomsnelheid van het in haar stroomrichting door warmteoverdracht aan het tweede fluïdum afkoelende eerste fluïdum steeds voldoende hoog blijft om een goede warmteoverdracht te waarborgen.

30 Op doelmatige wijze zijn de windingen van het kanaal op afstand van elkaar geplaatst. Dankzij deze maatregel is het volume van het fluïdum in het kanaal, gewoonlijk water, klein. Het fluïdum kan derhalve snel worden opgewarmd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de warmtewisselaar 3 5 zodanig gevormd, dat op althans een deel van de wand van de ruimte de uitsteeksels ontbreken, welk wanddeel is voorzien van zich in hoofdzaak dwars op de stroomrichting van het 1010300 8 eerste fluïdum in de ruimte gezien uitstrekkende, in de ruimte uitstekende welvingen. Voor een verdere verbetering van de warmteoverdracht van het eerste fluïdum naar het tweede fluïdum bezit de warmtewisselaar volgens de uitvinding 5 een of meer zich vanaf de wand van het kanaal in het kanaal uitstrekkende uitsteeksels. Evenals de uitsteeksels in de ruimte voor het eerste fluïdum, kunnen de uitsteeksels in het kanaal op velerlei verschillende wijzen worden vormgegeven (in het algemeen zodanig dat een turbulentie van het tweede flu-10 idum wordt bereikt of verhoogd), bijvoorbeeld als pennen of vinnen.

Deze welvingen wekken turbulenties in de stroming van het eerste fluïdum op, en leiden tot een vergroting van het oppervlak van de warmtewisselaar dat in aanraking met het eerste 15 fluïdum komt. Beide effecten leiden tot een verbetering van de warmteoverdracht van het eerste fluïdum aan de wand van de ruimte. Bij voorkeur bevinden zich ter plaatse van de welvingen delen van het kanaal, waarmee tevens de warmteoverdracht van het eerste fluïdum aan het tweede fluïdum wordt verbeterd. 20 In het navolgende zal de uitvinding nader worden toege licht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin: fig. 1 in perspectivisch aanzicht een eerste uitvoeringsvorm van een replica in uiteengenomen vorm van een warmtewisselaar volgens de uitvinding toont; 25 fig. 2 in perspectivisch aanzicht de replica van fig. 1 in samengestelde vorm toont; fig. 3 een deel van de replica van fig. 1 toont in een zijaanzicht volgens pijl III in fig. l; fig. 4 in perspectivisch aanzicht een tweede uitvoerings-30 vorm van een replica in uiteengenomen vorm van een warmtewisselaar volgens de uitvinding toont; en fig. 5 in perspectivisch aanzicht de replica van fig. 4 in samengestelde vorm toont.

In de verschillende figuren hebben gelijke verwijzings-35 cijfers betrekking op gelijke onderdelen of onderdelen met een gelijke functie.

Fig. 1-3 tonen een replicahuisdeel 2, een replicahuisdeel 1010300 9 4, een replicakanaaldeel 6 en een replicakanaaldeel 8. De replicahuisdelen 2 en 4 omvatten elk zijwanden 10, 12 en 14, een onderwand 16, en een binnenwand 18. In de in fig. 2 afge-beelde geassembleerde vorm van de replica begrenzen de zijwan-5 den 10, een gedeelte 12a van elk van de zijwanden 12, een gedeelte 16a van elk van de onderwanden 16, en de binnenwanden 18 een warmtewisselruimte, waarvan van boven naar beneden gezien de dwarsdoorsnede afneemt. De zijwanden 14, een gedeelte 12b van elk van de zijwanden 12, een gedeelte 16b van elk 10 van de onderwanden 16, en de binnenwanden 18 begrenzen een afvoerkanaal. De zijwanden 10, 12 en 14, en de binnenwand 18 van elk replicahuisdeel eindigen aan een gemeenschappelijke rand in een flens 20. De flenzen 20 (fig. 2) begrenzen op hun beurt een grote opening, toevoeropening 22 van de warmtewis-15 selruimte genoemd, en een kleine opening, afvoeropening 24 van het afvoerkanaal genoemd. Aldus bevindt de toevoeropening 22 zich in hetzelfde vlak als de afvoeropening 24. Daarnaast bezit de warmtewisselruimte een afvoeropening, welke samenvalt met een toevoeropening van het afvoerkanaal, en is gevormd 20 door de doorgang tussen de onderwanden 16 en de binnenwanden 18. Bij deze vormgeving is in een met de replica overeenstemmende warmtewisselaar de door de ruimte en het afvoerkanaal bepaalde stroomweg voor het eerste fluïdum in hoofdzaak U-vormig.

25 Op de zijde van elke zijwand 12 welke naar het andere replicahuisdeel 4 is gekeerd, is in de warmtewisselruimte een groot aantal pennen 26 in een voorafbepaald patroon aangebracht. De pennen 26 hebben in fig. 1 en 3 een cirkelvormige dwarsdoorsnede; zij kunnen echter ook een andere vorm, zoals 30 een ovale of een rechthoekige dwarsdoorsnede, hebben. Voorts kunnen de pennen 26 over hun lengte gezien verschillende (afmetingen van de) dwarsdoorsneden hebben, bijvoorbeeld groter bij de voet daarvan dan bij het vrije uiteinde daarvan. De pennen 26 kunnen ook worden vervangen door vinnen of derge-35 lijke. Uitgangspunt voor de plaatsing en vormgeving van de pennen, vinnen of dergelijke is steeds, dat (in een met de replica overeenstemmende warmtewisselaar) een daarlangs stro- 1010300 10 .

mend fluïdum geen rechte weg mag kunnen afleggen van de toe-voeropening van de ruimte naar de afvoeropening van de ruimte, omdat daarmee afbreuk zou worden gedaan aan de warmteoverdracht die via de pennen, vinnen of dergelijke plaatsvindt.

5 Ook in het kanaal kunnen in principe willekeurig gevormde uitsteeksels, zoals pennen 27 of vinnen, worden aangebracht ter bevordering van de warmteoverdracht die in het kanaal 28 plaatsvindt. De pennen 27 of dergelijke kunnen op de replica-kanaaldelen 6 of 8 (fig. 4) , of op de replicahuisdelen 2 of 4 10 (fig. 1), of op beide soorten delen worden aangebracht.

In de zijwanden 10 en 12 en in de binnenwanden 18 zijn delen van een kanaal gevormd, welke delen tezamen een zich helicoïdaal om de warmtewisselruimte uitstrekkend kanaal 28 vormen met een kanaaltoevoer 30 en een kanaalafvoer 32. Ge-15 noemde delen van het kanaal kunnen in de zijwanden 10 en de binnenwanden 18 ook zijn voorzien van niet nader getoonde, bijvoorbeeld vinvormige uitsteeksels. De kanaaldelen in de zijwanden 10 en de binnenwanden 18 zorgen ervoor, dat de wand van de daardoor begrensde ruimte gedeeltelijk gewelfd is.

20 Het replicahuisdelen 2 en 4 en de replicakanaaldelen 6 en 8 zijn alle zodanig vormgegeven, dat zij met behulp van een relatief eenvoudige matrijs vervaardigd kunnen worden van een kunststof materiaal, zonder de noodzaak onder een hoek met de losrichting van de matrijs te bewegen matrijsdelen te moeten 25 toepassen. Wanneer de delen 2-8 zijn gevormd, worden zij geassembleerd tot een complete replica van de te vervaardigen warmtewisselaar, zoals in fig. 2 is getoond. Daartoe worden de delen 2-8 bij voorkeur met een geschikt hechtmiddel aan elkaar gelijmd. Ten aanzien van de pennen 26 wordt hier opgemerkt, 30 dat deze een zodanige lengte en plaats kunnen hebben dat zij na assemblage van de delen 2 en 4 een brug vormen tussen de zijwanden 12 van de respectieve delen 2 en 4. De stellen pennen 26 van de verschillende delen 2 en 4 kunnen daarnaast ook verschoven ten opzichte van elkaar zijn opgesteld en 35 tussen elkaar uitsteken. Een andere mogelijkheid is de pennen 26 van het deel 2 wel in lijn met de pennen 26 van het andere deel 4 op te stellen, maar de uiteinden van de pennen elkaar 1010300 11 niet te laten raken. In het laatste geval zullen de pennen van de elk deel 2, 4 onderling verschillende lengten moeten hebben om te voorkomen dat (in een met de replica overeenstemmende warmtewisselaar) een gedeelte van het door de warmtewissel-5 ruimte stromende fluïdum in een rechte lijn van de toevoerope-ning naar de afvoeropening zou kunnen stromen.

Na de assemblage van de replica wordt deze over het gehele oppervlak daarvan voorzien van een gasdoorlatende laag van een eerste warmtebestendig materiaal. Vervolgens worden 10 alle ruimten in de replica gevuld met een tweede warmtebestendig materiaal, en wordt de aldus gevulde replica ook aan de buitenzijde bedekt met het tweede warmtebestendige materiaal. Wanneer nu een vloeibaar metaal op de replica wordt gegoten, verdampt het materiaal van de replica, waarbij de daarbij 15 ontstane gassen ontwijken door de laag van het eerste warmtebestendige materiaal, en door het poreuze tweede warmtebestendige materiaal. Het metaal stolt binnen de door het eerste warmtebestendige materiaal bepaalde vorm, waarbij de gewenste warmtewisselaar ontstaat. Aansluitend wordt het tweede en het 20 eerste warmtebestendige materiaal verwijderd, waarna de gegoten warmtewisselaar in hoofdzaak gereed is voor opname in, en gebruik van een bijbehorend verbrandingssysteem.

Bij gebruik van de warmtewisselaar stroomt een eerste fluïdum, zoals een heet rookgas, van de toevoeropening 22 naar 25 de afvoeropening van de warmtewisselruimte langs de pennen 26. Vervolgens stroomt het eerste fluïdum door het afvoerkanaal, en verlaat het de warmtewisselaar door de afvoeropening 24. Tegelijkertijd stroomt in tegenstroom een tweede fluïdum, zoals water, door het kanaal 28 van de toevoeropening 3 0 naar 30 de afvoeropening 32 daarvan, waarbij dit tweede fluïdum door het eerste fluïdum afgestane warmte opneemt. Bij de warmtewis-seling ontstane corrosieproducten en condensaat kunnen de warmtewisselaar via een afvoeropening 34 (fig. 2) verlaten.

Fig. 4 en 5 tonen een uitvoeringsvorm van een replica van 35 een warmtewisselaar volgens de uitvinding, welke in grote lijnen op gelijksoortige wijze als de replica volgens fig. 1-3 is vormgegeven. Een punt van verschil betreft de vormgeving 1010300 12 van de uitsteeksels 26a, welke een rechthoekige dwarsdoorsnede hebben. Voorts zijn de delen van het kanaal 28 welke zich langs de zijwand 10 uitstrekken, geheel aan de naar de warmte-wisselruimte toe gekeerde zijde van de zijwand 10 aangebracht, 5 wat leidt tot een gladdere afwerking van de replica aan de buitenzijde daarvan. Zoals blijkt uit fig. 4, is de binnenwand 18 gedeeltelijk dubbel uitgevoerd teneinde (in een met de replica overeenstemmende warmtewisselaar) het warmste gedeelte van de warmtewisselruimte direct aansluitend op de toevoerope-10 ning 22 in thermisch opzicht zoveel mogelijk te scheiden van het koudste gedeelte van het afvoerkanaal direct voorafgaand aan de afvoeropening 24. Een gedeelte van het afvoerkanaal bevat, evenals de warmtewisselruimte, uitsteeksels 26b. Het kanaal 28 strekt zich helicoïdaal om de warmtewisselruimte en, 15 ter plaatse van de uitsteeksels 26b, ook om het afvoerkanaal uit.

# 1010300

Claims (17)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een warmtewisselaar van metaal, welke warmtewisselaar omvat: 5 een door een wand gevormde ruimte, welke is voorzien van een toevoeropening (22) voor het toevoeren van een eerste fluïdum aan de ruimte, en een afvoeropening voor het afvoeren van het eerste fluïdum uit de ruimte; een zich in hoofdzaak helicoïdaal om de ruimte uitstrek-10 kend kanaal (28) voor een tweede fluïdum; en een aantal zich in de ruimte vanaf de wand uitstrekkende uitsteeksels (26), waarbij de werkwijze is gekenmerkt door de stappen van: (a) het uit een kunststof vormen van een replica van de 15 warmtewisselaar, welke kunststof althans bij de smelttempera- tuur van het metaal verdampt; (b) het bedekken van de oppervlakken van de replica met een gasdoorlatende, ondersteunende laag van een warmtebesten-dig materiaal; en 20 (c) het gieten van het metaal in vloeibare toestand op de replica binnen de gasdoorlatende laag voor het doen verdampen van de kunststof en het vullen van de door de kunststof in beslag genomen ruimte met het metaal.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stap (b) de stappen omvat van: (bl) het bedekken van de oppervlakken van de replica met een gasdoorlatende laag van in hoofdzaak een eerste warmtebe-stendig materiaal; en 30 (b2) het bedekken van de gasdoorlatende laag met een laag van een ondersteunend, poreus tweede warmtebestendig materiaal .

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat 35 de kunststof polystyreen (EPS) is.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat 1 Γ) 1 0 3 n het eerste warmtebestendige materiaal keramisch materiaal bevat, in het bijzonder siliciumdioxide, aluinaarde, zirkoon, chromiet en/of aluminosilicaat.

5. Werkwijze volgens een van de conclusies 2-4, met het kenmerk, dat het tweede warmtebestendige materiaal keramisch materiaal bevat, in het bijzonder zand.

6. Warmtewisselaar, vervaardigd met de werkwijze volgens een 10 van de conclusies 1-5.

7. Warmtewisselaar volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat deze een geïntegreerd afvoerkanaal voor het eerste fluïdum omvat, welk kanaal een toevoeropening en een afvoeropening 15 (24) heeft, waarbij de toevoeropening van het afvoerkanaal aansluit op de afvoeropening van de ruimte.

8. Warmtewisselaar volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat in het afvoerkanaal nabij de toevoeropening daarvan warmtege- 20 leidingselementen (26b) zijn aangebracht.

9. Warmtewisselaar volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het kanaal (28) voor het tweede fluïdum zich ter plaatse van de warmtegeleidingselementen (26b) mede om het afvoerkanaal 25 uitstrekt.

10. Warmtewisselaar volgens een van de conclusies 7-9, met het kenmerk, dat de door de ruimte en het afvoerkanaal bepaalde stroomweg voor het eerste fluïdum in hoofdzaak U-vormig is. 30

11. Warmtewisselaar volgens een van de conclusies 7-10, met het kenmerk, dat de toevoeropening (22) van de ruimte zich in hoofdzaak in hetzelfde vlak bevindt als de afvoeropening (24) van het afvoerkanaal. 35

12. Warmtewisselaar volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de toevoeropening (22) van de ruimte en de afvoeropening 1010300 (24) van het afvoerkanaal zijn gevormd door een enkele, gemeenschappelijke flens.

13. Warmtewisselaar volgens een van de conclusies 6-12, met 5 het kenmerk, dat de dwarsdoorsnede van de ruimte, dwars op de stroomrichting van het eerste fluïdum daarin gezien, in de stroomrichting van het eerste fluïdum afneemt.

14. Warmtewisselaar volgens een van de conclusies 6-13, met 10 het kenmerk, dat de windingen van het kanaal (28) op afstand van elkaar zijn geplaatst.

15. Warmtewisselaar volgens een van de conclusies 6-14, met het kenmerk, dat op althans een deel van de wand van de ruimte 15 de uitsteeksels ontbreken, welk wanddeel is voorzien van zich in hoofdzaak dwars op de stroomrichting van het eerste fluïdum in de ruimte gezien uitstrekkende, in de ruimte uitstekende welvingen.

16. Warmtewisselaar volgens een van de conclusies 14 en 15, met het kenmerk, dat zich ter plaatse van de welvingen delen van het kanaal bevinden.

17. Warmtewisselaar volgens een van de conclusies 6-16, 25 gekenmerkt door een of meer zich vanaf de wand van het kanaal in het kanaal uitstrekkende uitsteeksels (27). 1010300