NL1011503C2 - Warmtewisselaar. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Warmtewisselaar.

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar, in het bijzonder bestemd voor het koelen van een fluïdum in de vorm van 5 rookgassen, voorzien van een huis waarin een bundel pijpen is gelegen en waarbij de uiteinden van de pijpen zijn bevestigd in nabij de uiteinden van het huis gelegen pijpplaten en waarbij tijdens bedrijf het te koelen fluïdum vanaf een toevoereinde van de warmtewisselaar via de pijpen naar een afvoereinde van de warmtewisselaar stroomt.

10 Dergelijke warmtewisselaars zijn reeds vele tientallen jaren in gebruik. Daarbij zijn bij de bekende warmtewisselaars de pijpplaten gebruikelijk in of tegen de uiteinden van het huis vastgelast. In de praktijk is gebleken, dat hierbij in het bijzonder rondom de in een pijpplaat vastgezette uiteinden van de pijpen tengevolge van 15 de tijdens bedrijf optredende spanningen in de pijpplaat scheurtjes in de pijpplaat ontstaan, die uiteindelijk tot een zodanige beschadiging van de pijpplaat leiden, dat in het algemeen de gehele pijpbundel moet worden vervangen. Om vervanging van de pijpbundel mogelijk te maken moeten de pijpplaten van het huis worden losgesneden, hetgeen een 20 lastig en tijdrovend werk is.

Met de uitvinding wordt beoogd een warmtewisselaar van bovengenoemde soort te verkrijgen, waarbij de bovengenoemde nadelen van de bekende warmtewisselaar kunnen worden vermeden.

Volgens de uitvinding kan dit worden bereikt doordat de bij 25 het toevoereinde van de warmtewisselaar gelegen pijpplaat onder tussenplaatsing van een pakking met behulp van bouten is bevestigd aan een aan het huis bevestigde flens en de aan het afvoereinde van de warmtewisselaar gelegen pijpplaat bevestigd is in een de pijpplaat omgevend ringvormig orgaan waarvan de uitwendige doorsnede kleiner is 30 dan de inwendige doorsnede van het huis, terwijl tussen de buiten omtrek van het ringvormige orgaan en het huis een afdichtorgaan is aangebracht.

Bij toepassing van deze constructie kunnen de zich tussen de pijpplaten uitstrekkende pijpen uitzetten en krimpen zonder dat 35 daarbij ongewenste belastingen optreden, daar de aan het afvoereinde van de warmtewisselaar gelegen pijpplaat in de lengterichting van de 1011503 2 pijpen ten opzichte van het huis kan verschuiven onder het handhaven van een goede afdichting van het inwendige van het huis ten opzichte van de atmosfeer. Tevens kunnen de pijpplaten bij oplopende temperaturen enigszins uitzetten, hetgeen eveneens het optreden van onge-5 wenste spanningen tegengaat. Een verder voordeel van deze constructie is, dat indien de aan de toevoerzijde gelegen gemakkelijk losmaakbare pijpplaat van de aan het huis bevestigde flens wordt losgemaakt de gehele pijpenbundel gemakkelijk uit het huis kan worden uitgeschoven.

Opgemerkt wordt dat uit de Europese octrooiaanvrage 10 0 176 275 een warmtewisselaar bekend is, die is voorzien van een pijpenbundel vormende pijpen, die aan ieder van hun uiteinden zijn gevoerd door in een tweetal pijpplaten aangebrachte openingen, die een inwendige diameter hebben, die groter is dan de uitwendige diameter van de pijpen. Een afdichting op de buitenomtrek van de pijpen moet 15 worden bewerkstelligd door pakkingvellen, die zijn voorzien van openingen waardoorheen de pijpen zich uitstrekken en die bij de bouw van de warmtewisselaar tussen de pijpplaten moeten worden vastgeklemd.

’ De nabij een einde van de pijpen gelegen pijpplaten worden onder tussenplaatsing van verdere pakkingen vastgeklemd tussen een tweetal 20 flensdelen aan de uiteinden van deel van de warmtewisselaar uitmakende mantels, met behulp van bouten, die zich uitstrekken door in de flenzen, de verschillende pakkingen en de pijpplaten aangebrachte gaten. Een en ander leidt tot een uit een groot aantal onderdelen bestaande, moeilijk te monteren en te demonteren warmtewisselaar 25 waarbij in het bijzonder onder zwaardere bedrijfsomstandigheden geen goede afdichting tussen de pijpen en de met de pijpen samenwerkende pakkingvellen is te verkrijgen.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van een in bijgaande figuren schematisch weergegeven uitvoerings-30 voorbeeld van een warmtewisselaar volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont schematisch een dwarsdoorsnede over een warmtewisselaar volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een aanzicht op de in figuur 1 weergegeven warmtewisselaar gezien in de richting volgens pijl II in figuur 1.

1011503 3

Figuur 3 toont op grotere schaal een deel van een dwarsdoorsnede over de warmtewisselaar ter hoogte van de aan de toevoer-zijde gelegen pijpplaat.

Figuur 4 toont een deel van een dwarsdoorsnede over de 5 warmtewisselaar ter hoogte van de aan de toevoerzijde gelegen pijpplaat in een ander radiaal vlak dan weergegeven in figuur 3.

Figuur 5 toont een deel van de doorsnede over de warmtewisselaar nabij de aan het afvoereinde van de warmtewisselaar gelegen pijpplaat.

10 Figuur 6 toont een met figuur 5 overeenkomende doorsnede in een ander radiaal vlak door het hart van de warmtewisselaar dan weergegeven in figuur 5.

De in figuur 1 weergegeven warmtewisselaar 1 omvat een huis 2, dat in de weergegeven uitvoeringsvorm van de warmtewisselaar wordt 15 gevormd door een langgestrekte cilinder met cirkelvormige doorsnede. Het zal echter duidelijk zijn, dat ook andere doorsnedevormen denkbaar zijn.

In het huis is een bundel pijpen 3 gelegen. De pijpen 3 zijn aan een uiteinde bevestigd aan een pijpplaat 4 en aan het andere 20 uiteinde aan een pijpplaat 5.

Zoals uit figuren 3 en 4 duidelijk zal zijn is de uitwendige doorsnede van de pijpplaat 4 groter dan de uitwendige doorsnede van het huis 2. De buiten het huis uitstekende omtreksrand van de pijpplaat 4 is met bouten 6 met verzonken kop vastgezet aan een aan 25 de buitenomtrek van het huis 2 bevestigde flens 7. Tussen de pijpplaat 4 en de flens 7 is een pakking 8 aangebracht.

Aan de van de flens 7 afgekeerde zijde van de pijpplaat 4 is met behulp van bouten 9 onder tussenplaatsing van een pakking 10 een flens 11 bevestigd. Deze flens 11 is bevestigd aan het uiteinde 30 van een huisdeel 12, dat is opgebouwd uit een mantel 13 en een eind-wand 14 aan het van de flens 11 afgekeerde einde van de mantel 13. Het zal duidelijk zijn, dat het inwendige van het huisdeel 12 in open verbinding staat met de uiteinden van de in de pijpplaat 4 vastgezette pijpen 3.

35 Aan het van de flens 7 afgekeerde uiteinde van het huis 2 is een soortgelijke flens 15 bevestigd (figuren 5, 6). Aan deze flens 1011505 4 is met behulp van bouten 16 met verzonken koppen een ring 17 bevestigd. Aan de binnenomtrek is de ring 17 aan de naar de flens 15 toegekeerde zijde voorzien van een afschuining, waardoor tussen de binnenomtrekken van de flens 15 en de ring 17 een kamer is gevormd, 5 waarin een pakking 18 is opgenomen.

Aan de buitenomtrek van de pijpplaat 5 is een ringvormig orgaan 19 bevestigd. De grootte van de uitwendige doorsnede van het orgaan 19 is kleiner dan de grootte van de inwendige doorsnede van het huis 2. Zoals verder uit figuren 5 en 6 duidelijk zal zijn strekt 10 daarbij het orgaan 19 zich door de door de flens 15 en de ring 17 begrensde doortocht uit, waarbij de pakking 18 aanligt tegen de buitenomtrek van het ringvormige orgaan 19.

Aan de van de flens 15 afgekeerde zijde van de ring 17 is onder tussenplaatsing van een pakking 20 een flens 21 aangebracht, die 15 met behulp van door de flenzen 15 en 21 en het ringvormig orgaan 17 verlopende bouten 22 aan het huis 2 is vastgezet. De flens 21 maakt deel uit van een huisdeel 23, dat is opgebouwd uit een mantel 24 en een eindwand 25, die aan het van de flens 21 afgekeerde einde van de mantel 24 is bevestigd. Het zal duidelijk zijn, dat de in de pijpplaat 20 5 vastgezette uiteinden van de pijpen 3 in open verbinding staan met het inwendige van het huisdeel 23.

Op het huisdeel 12 is een buisstomp 26 aangebracht voor aansluiting van een het te koelen fluïdum toevoerende leiding. Op soortgelijke wijze is op het huisdeel 23 een afvoerstomp 27 aange-25 bracht voor het aansluiten van een leiding voor de afvoer van het door de warmtewisselaar gevoerde en daar afgekoelde fluïdum.

Op de uiteinden van het huis 2 zijn buisstompen 28 en 29 aangebracht voor de toe- en afvoer van koel fluïdum d.w.z. het fluïdum dat zal worden opgewarmd door het af te koelen fluïdum.

30 Tijdens bedrijf zal het af te koelen fluïdum bijvoorbeeld rookgassen, in het huisdeel 12 worden toegevoerd en in de richting volgens pijl A door de pijpen 3 stromen om via het huisdeel 23 te worden afgevoerd.

Koel fluïdum, zoals bijvoorbeeld water, zal bij voorkeur in 35 tegenstroom rondom de pijpen 3 door het huis 2 worden geleid, waartoe to 11503 5 dit koel fluïdum wordt toegevoerd via de buisstomp 28 en afgevoerd via de buisstomp 29, zoals met pijlen aangeduid.

Op gebruikelijke wijze kunnen in het inwendige van het huis 2 nog keerschotten 30 zijn aangebracht, zoals weergegeven in figuur 1, 5 om te bewerkstelligen, dat het koel fluïdum langs een slingerende baan door het huis 2 stroomt.

Door de bovenbeschreven bevestiging van de met zijn omtreksrand buiten het huis 2 uitstrekkende pijpplaat 4 aan de aan het huis 2 bevestigde flens 7 kan de pijpplaat 4, die wordt blootgesteld 10 aan de hoge temperaturen van het te koelen medium, zij het in beperkte mate in het vlak van de pijpplaat 4 uitzetten, waardoor verhinderd wordt, dat ongewenste spanningen in de pijpplaat 4, die tot scheurvorming in de pijpplaat kunnen leiden, optreden.

Verder kunnen de pijpen 3 onder invloed van de wisselende 15 temperatuur gemakkelijk uitzetten resp. krimpen, daar de pijpplaat 5 met het de pijpplaat 5 omgevende ringvormige orgaan 19 in de lengterichting van de pijpen resp. de lengterichting van het huis 2 kan verschuiven. Daarbij wordt met behulp van de pakking 18 een goede afdichting rondom het ringvormige orgaan 19 gewaarborgd, waardoor 20 wordt voorkomen, dat het koelfluïdum uit het inwendige van het huis 2 kan wegstromen langs de buitenomtrek van het ringvormige orgaan 19.

Verder kan de pijpenbundel met de aan de uiteinden van de bundel aangebrachte pijpplaten 4 en 5 gemakkelijk uit het huis worden verwijderd. Hiertoe behoeven slechts de huisdelen 12 en 23 te worden 25 afgenomen door verwijderen van de bouten 9 resp. 22, waarna, na het losmaken van de bouten 6 en 16 en verwijderen van de ring 17 met pakking 18 de pijpenbundel, gezien in figuur 1, naar links uit het huis 2 kan worden getrokken. Op soortgelijke wijze kan het aanbrengen van de pijpenbundel eenvoudig plaatsvinden, door de hierboven 30 geschetste handelingen in omgekeerde volgorde uit te voeren. De montage is mede eenvoudig doordat eerst de pijpenbundel op zijn plaats in het huis kan worden bevestigd en eerst daarna de huisdelen 12 en 23 behoeven te worden aangebracht.

1«11505

Claims (6)

1. Warmtewisselaar, in het bijzonder bestemd voor het koelen van een fluïdum in de vorm van rookgassen, voorzien van een huis waarin een bundel pijpen is gelegen en waarbij de uiteinden van de 5 pijpen zijn bevestigd in nabij de uiteinden van het huis gelegen pijpplaten en waarbij tijdens bedrijf het te koelen fluïdum vanaf een toevoereinde van de warmtewisselaar via de pijpen naar een afvoereinde van de warmtewisselaar stroomt, met het kenmerk, dat de bij het toevoereinde van de warmtewisselaar gelegen pijpplaat onder tussen-10 plaatsing van een pakking met behulp van bouten is bevestigd aan een aan het huis bevestigde flens en de aan het afvoereinde van de warmtewisselaar gelegen pijpplaat bevestigd is in een de pijpplaat omgevend ringvormig orgaan waarvan de uitwendige diameter kleiner is dan de inwendige diameter van het huis, terwijl tussen de buitenomtrek van 15 het ringvormig orgaan en het huis een afdichtorgaan is aangebracht.

2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bij het toevoereinde van de warmtewisselaar gelegen pijpplaat aan de flens is bevestigd met behulp van bouten, die met verzonken koppen in de pijpplaat zijn gelegen.

3. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat bij het toevoereinde van de warmtewisselaar een van een toevoer-stomp voorzien huisdeel met door de pijpplaat en de flens verlopende bouten aan de flens is vastgezet.

4. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, met 25 het kenmerk, dat bij het afvoereinde van de warmtewisselaar een flens is bevestigd aan het huis, terwijl aan de flens een ring is bevestigd en tussen de flens en de ring een pakking ligt opgesloten, die aanligt tegen de buitenomtrek van het aan de desbetreffende pijpplaat bevestigd ringvormig orgaan.

5. Warmtewisselaar volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de ring aan de flens is bevestigd met behulp van bouten, die met verzonken koppen in de ring zijn gelegen.

6. Warmtewisselaar volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat bij het afvoereinde een van een afvoerstomp voorzien huisdeel met 35 behulp van door de ring en de flens verlopende bouten aan de flens is vastgezet. 1011503