NL1022796C2 - Heat exchanger, has heat conducting fins arranged on both sides of each wall such that fins are in thermal contact with each other and have contact surface joined to wall - Google Patents
Heat exchanger, has heat conducting fins arranged on both sides of each wall such that fins are in thermal contact with each other and have contact surface joined to wall Download PDFInfo
- Publication number
- NL1022796C2 NL1022796C2 NL1022796A NL1022796A NL1022796C2 NL 1022796 C2 NL1022796 C2 NL 1022796C2 NL 1022796 A NL1022796 A NL 1022796A NL 1022796 A NL1022796 A NL 1022796A NL 1022796 C2 NL1022796 C2 NL 1022796C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- fins
- heat exchanger
- wall
- walls
- exchanger according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-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
- F28D9/0062—Heat-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 conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-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
- F28D9/0087—Heat-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 with flexible plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
- F28F2250/104—Particular pattern of flow of the heat exchange media with parallel flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2275/00—Fastening; Joining
- F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
- F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2275/00—Fastening; Joining
- F28F2275/08—Fastening; Joining by clamping or clipping
- F28F2275/085—Fastening; Joining by clamping or clipping with snap connection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Warmtewisselaar en werkwijze voor het vervaardigen daarvanHeat exchanger and method for manufacturing thereof
De uitvinding betreft een warmtewisselaar, omvattende twee stellen onderling verweven geplaatste medium-doorstroomkanalen waardoorheen twee media 5 onderling fysiek gescheiden in een primair circuit (P) respectievelijk een secundair circuit (S) en in uitsluitend warmtewisselend contact kunnen stromen; de genoemde kanalen scheidende wanden; warmtegeleidende vinnen die aan beide zijden 10 van elke wand zijn aangebracht, welke vinnen zich met hun hoofdvlakken in de respectievelijke stromingsrichtingen van de genoemde media uitstrekken, waarbij een vin aan de ene zijde van een wand met een van de vin deel uitmakend contactoppervlak in het hoofdvlak van de betreffende wand 15 in thermisch contact verkeert met een soortgelijk contactoppervlak van een vin aan de andere zijde van die wand ; een huis waarin de de kanalen begrenzende wanden met de vinnen zijn opgenomen, aan welk huis twee 20 invoeren en twee afvoeren voor de twee stellen kanalen aansluiten, hetzij individueel per kanaal, of via respectieve spruitstukken gemeenschappelijk voor de stellen kanalen.The invention relates to a heat exchanger, comprising two sets of interwoven placed medium flow channels through which two media can physically separate from each other in a primary circuit (P) and a secondary circuit (S) respectively and can only flow in heat exchanging contact; walls separating said channels; thermally conductive fins arranged on both sides of each wall, which fins extend with their major planes in the respective flow directions of said media, a fin on one side of a wall having a contact surface forming part of the fin in the major plane the respective wall 15 is in thermal contact with a similar contact surface of a fin on the other side of that wall; a housing in which the walls defining the channels with the fins are received, to which housing two inlets and two outlets connect for the two sets of channels, either individually per channel, or via respective manifolds common to the sets of channels.
Een dergelijke warmtewisselaar is in vele 25 uitvoeringen bekend. Het is een doel van de uitvinding een warmtewisselaar zodanig uit te voeren, dat hij zeer licht is en goedkoop kan worden vervaardigd, terwijl hij niettemin een uitstekend rendement bezit.Such a heat exchanger is known in many embodiments. It is an object of the invention to design a heat exchanger such that it is very light and can be manufactured cheaply, while nevertheless having an excellent efficiency.
In verband hiermee vertoont de warmtewisselaar 30 volgens de uitvinding het kenmerk, dat de wanden zijn uitgevoerd als membranen, en de vinnen zijn uitgevoerd H als warmte-overdragende, bijvoorbeeld metalen stroken met H een algemene golfvorm, welke vinnen voorzien zijn van met H de wanden verbonden contactvlakken en zich tussen twee H 5 wanden uitstrekkende hoofdvlakken, een en ander zodanig, H dat de vinnen, behalve een thermische functie, ook een H constructieve functie bezitten, waarbij de H warmteoverdrachtscoëfficiënt van de gehele scheidingswand H minimaal 1 W/m2K bedraagt.In connection with this, the heat exchanger 30 according to the invention is characterized in that the walls are designed as membranes, and the fins are designed as H heat transferring, for example, metal strips with H a general wave form, which fins are provided with H walls connected contact surfaces and main surfaces extending between two H 5 walls, such that H, in addition to a thermal function, the fins also have an H constructive function, the H heat transfer coefficient of the entire partition wall H being at least 1 W / m 2 K.
10 De warmtewisselaar volgens de uitvinding ontleent aldus zijn mechanische sterkte en stijfheid in H hoofdzaak aan de vinnen. Volgens de stand der techniek worden de mechanische sterkte en stijfheid van H warmtewisselaars in het algemeen niet door vinnen maar 15 door de warmtewisselende wanden bepaald. Dit vereist het gebruik van mechanisch sterke en dus dikke wanden die daarmee het inherente nadeel bezitten van een grotere warmteweerstand, voor zover het dezelfde materialen betreft.The heat exchanger according to the invention thus derives its mechanical strength and rigidity mainly from the fins. According to the state of the art, the mechanical strength and rigidity of H heat exchangers are generally determined not by fins but by the heat-exchanging walls. This requires the use of mechanically strong and therefore thick walls, which therefore have the inherent disadvantage of a higher heat resistance, in so far as it concerns the same materials.
I 20 De warmtewisselaar volgens de uitvinding kan I een hoog rendement combineren met een zeer compacte opbouw.The heat exchanger according to the invention can combine a high efficiency with a very compact construction.
Begrepen dient te worden, dat een membraan I althans in theoretische zin een "oneindig dun" velvormig I 25 element is, dat een verwaarloosbare buigstijfheid bezit en zijn stijfheid dan ook uitsluitend kan ontlenen aan B het feit, dat het aan zijn einden is ingeklemd, al dan B niet in combinatie met een zekere trekspanning in de vorm B van een voorspanning. Bij het optreden van een B 30 drukverschil tussen het primaire circuit en het B secundaire circuit kan een zekere doorbuiging van een praktisch membraan niet geheel worden voorkomen. Dit betekent, dat de drukbestendigheid van een warmtewisselaar volgens de uitvinding beperkt is tot een 35 waarde, die wordt bepaald door de mechanische eigenschappen, zoals de dikte van de gebruikte folie, de treksterkte, de rekbaarheid, de rekgrens, de voorspanning, de onderlinge afstand tussen de folielagen . Π Λ Λ Λ Λ 3 en dergelijke. Bij het gebruik van een voorspanning vormt dit een extra belasting op het foliemateriaal. De maximale trekspanning in de folie is dan ook gelijk aan de totale maximale trekspanning, verminderd met de 5 voorspanning.It should be understood that a membrane I is, at least in theoretical sense, an "infinitely thin" sheet-like element, which has a negligible bending stiffness and can therefore derive its stiffness solely from B being clamped at its ends, whether or not in combination with a certain tensile stress in the form B of a bias. When a B pressure difference occurs between the primary circuit and the B secondary circuit, a certain deflection of a practical membrane cannot be completely prevented. This means that the pressure resistance of a heat exchanger according to the invention is limited to a value which is determined by the mechanical properties, such as the thickness of the film used, the tensile strength, the stretchability, the yield strength, the pretension, the mutual distance between the film layers. En Λ Λ Λ Λ 3 and the like. When a pre-stress is used, this forms an additional load on the film material. The maximum tensile stress in the film is therefore equal to the total maximum tensile stress, reduced by the pre-stress.
Teneinde de warmte-overdracht tussen de lagen vinnen zo groot mogelijk te maken, verdient die uitvoering de voorkeur, waarin corresponderende contactvlakken via de wand in thermisch contact verkeren. 10 In een praktisch uitvoeringsvoorbeeld vertoont de warmtewisselaar het kenmerk, dat de contactvlakken aan de wand zijn gehecht door middel van een aan ten minste één contactvlak aangebrachte hechtlaag.In order to make the heat transfer between the layers of fins as large as possible, that embodiment is preferred in which corresponding contact surfaces are in thermal contact via the wall. In a practical embodiment, the heat exchanger is characterized in that the contact surfaces are adhered to the wall by means of an adhesive layer applied to at least one contact surface.
Een alternatief vertoont het kenmerk, dat 15 corresponderende contactvlakken rechtstreeks met elkaar verbonden zijn via een perforatie in de wand door middel van een aan ten minste één contactvlak aangebrachte hechtlaag.An alternative is characterized in that corresponding contact surfaces are directly connected to each other via a perforation in the wall by means of an adhesive layer applied to at least one contact surface.
Het zal duidelijk zijn, dat het wezenlijk is, 20 dat de warmteweerstand, die wordt gevormd door de folie-wand en de lijmlaag zo klein mogelijk dient te zijn. In verband daarmee dienen deze lagen dun te zijn.It will be clear that it is essential that the heat resistance formed by the foil wall and the adhesive layer should be as small as possible. In connection with this, these layers must be thin.
Met betrekking tot het warmtecontact tussen naburige lagen vinnen verdient die uitvoering de voorkeur 25 waarin de wanden bestaan uit PVC en dat de vinnen met de wanden zijn verbonden door een ultrasone behandeling of een thermische behandeling, in combinatie met druk.With regard to the heat contact between neighboring layers of fins, that embodiment is preferred in which the walls consist of PVC and that the fins are connected to the walls by an ultrasonic treatment or a thermal treatment, in combination with pressure.
De verbinding kan bijvoorbeeld plaatsvinden door lassen, solderen of dergelijke, althans zodanig, dat de door de 30 folie gevormde warmteweerstand ontbreekt.The connection can for instance take place by welding, soldering or the like, at least such that the heat resistance formed by the foil is lacking.
Een voorkeursuitvoeringsvorm vertoont de bijzonderheid, dat het huis vormvast is en de wanden trekbestendig met het huis verbonden zijn, zodanig, de in de wanden optredende trekspanningen als gevolg van een 35 drukverschil tussen de twee stellen kanalen door het huis kunnen worden opgenomen.A preferred embodiment has the special feature that the housing is dimensionally stable and the walls are connected to the housing so that the tensile stresses occurring in the walls can be absorbed by the housing due to a pressure difference between the two sets of channels.
Een ander uitvoeringsvoorbeeld vertoont het kenmerk, dat de wanden zijn voorgespannen, zodanig, dat 1022796 H bij een vooraf gekozen maximaal toelaatbaar drukverschil tussen de twee stellen mediumdoorstroomkanalen de H doorhang van de wand tussen twee door de contactvlakken H van de vinnen bepaalde vrije ruimte, dat wil zeggen de H 5 bij de betreffende druk optredende doorbuiging van het H membraan gedeeld door de betreffende onderlinge afstand H tussen de betreffende contactvlakken, maximaal 2,5% H bedraagt.Another exemplary embodiment is characterized in that the walls are pre-stressed such that, with a preselected maximum permissible pressure difference between the two sets of medium flow channels, the H sag of the wall between two free spaces defined by the contact surfaces H of the fins, that that is, the deflection of the H membrane occurring at the respective pressure, divided by the respective mutual distance H between the respective contact surfaces, amounts to a maximum of 2.5% H.
H In de uitvoering, waarin corresponderende H 10 contactvlakken via de foliewand in thermisch contact verkeren, vertoont de warmtewisselaar bij voorkeur het kenmerk, dat de warmteweerstand van de folie dwars op zijn hoofdvlak ten hoogste 0,1 bedraagt van de H warmteweerstand in het geval van rechtstreeks contact 15 tussen naar elkaar gerichte contactvlakken, en dus H verwaarloosbaar is.H In the embodiment in which corresponding H 10 contact surfaces are in thermal contact via the film wall, the heat exchanger preferably has the feature that the heat resistance of the film transversely of its main surface is at most 0.1 of the H heat resistance in the case of direct contact between contact surfaces facing each other, and therefore H is negligible.
Bij voorkeur vertoont de warmtewisselaar het kenmerk, dat de warmteweerstand van de folie in zijn hoofdvlak over de onderlinge afstand tussen twee in 20 stromingsrichting aangrenzende vinnen ten minste 10 maal zo groot is als in het geval van thermisch rechtstreeks met elkaar gekoppelde vinnen.The heat exchanger is preferably characterized in that the heat resistance of the film in its main surface over the mutual distance between two fins adjoining in the direction of flow is at least 10 times as large as in the case of fins directly thermally coupled to each other.
I Een praktische uitvoering vertoont de bijzonderheid, dat de wanden uit PET bestaan, 25 bijvoorbeeld verstrekte PET, zijn behandeld met een corona-ontlading, vervolgens zijn voorzien van een I primer, gevolgd door een lijmlaag voor verbinding met de I contactvlakken van de vinnen.A practical embodiment has the special feature that the walls consist of PET, for example stretched PET, have been treated with a corona discharge, are subsequently provided with a primer, followed by an adhesive layer for connection to the contact surfaces of the fins.
Een alternatieve uitvoering vertoont het 30 kenmerk, dat de wanden bestaan uit PVC en dat de vinnen met de wanden zijn verbonden door een ultrasone I behandeling of een thermische behandeling, in combinatie H met druk.An alternative embodiment has the feature that the walls consist of PVC and that the fins are connected to the walls by an ultrasonic treatment or a thermal treatment, in combination H with pressure.
I Een substantiële verbetering van de treksterkte I 35 ten opzichte van de gebruikelijke foliematerialen wordt verkregen met een warmtewisselaar, die het kenmerk I vertoont, dat de folie bestaat uit een met vezels I versterkt materiaal, welke vezels bijvoorbeeld bestaan uiiiüb 5 uit glas, borium, koolstof. De vezels kunnen bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als weefsel of als non-woven.A substantial improvement of the tensile strength I relative to the usual film materials is obtained with a heat exchanger, which has the feature I that the film consists of a fiber-reinforced material, which fibers consist, for example, of glass, boron, carbon. The fibers may, for example, be designed as a fabric or as a non-woven.
Een grote verbetering van de thermische geleidbaarheid van de folie wordt gerealiseerd met een 5 warmtewisselaar die het kenmerk vertoont, dat de wanden bestaan uit een kunststof, waarin aluminiumpoeder is ingebed.A great improvement of the thermal conductivity of the film is realized with a heat exchanger which has the feature that the walls consist of a plastic in which aluminum powder is embedded.
Teneinde de warmtewisselaar onderhoudsvrij te kunnen uitvoeren en geschikt te kunnen maken voor de 10 meest uiteenlopende toepassingen kan de warmtewisselaar het kenmerk vertonen, dat de wanden uit PET bestaan, bijvoorbeeld verstrekte PET, behandeld zijn met een corona-ontlading, vervolgens zijn voorzien van een primer, gevolgd door een lijmlaag voor verbinding met de 15 contactvlakken van de vinnen.In order to be able to make the heat exchanger maintenance-free and to be able to make it suitable for the most diverse applications, the heat exchanger can have the feature that the walls consist of PET, for example stretched PET, have been treated with a corona discharge, then are provided with a primer followed by an adhesive layer for connection to the contact surfaces of the fins.
Een zeer praktische uitvoering vertoont de bijzonderheid, dat de wanden buiten de vinnen uitsteken, zodanig, dat ze met een kader kunnen worden verbonden, bijvoorbeeld ten einde ze onder voorspanning te brengen 20 of zodanig, dat de uitstekende wanddelen thermisch kunnen worden gevormd tot verweef- en spruitstukken voor het respectievelijk samenvoegen en weer scheiden van de stellen kanalen. Met deze uitvoering wordt het probleem van het uitvoeren van een verweef- en spruitstuk ter 25 weerszijden van de warmtewisselaar verkleind.A very practical embodiment has the special feature that the walls protrude outside the fins, such that they can be connected to a frame, for instance in order to bias them, or in such a way that the projecting wall parts can be thermally formed into weaving. and manifolds for joining and separating the sets of channels, respectively. With this embodiment, the problem of executing a weaving and manifold on both sides of the heat exchanger is reduced.
Een bepaalde uitvoering vertoont het kenmerk, dat de warmtewisselaar modulair opgebouwd is uit met elkaar losneembaar koppelbare blokken. Hiermee wordt bereikt, dat de warmtewisselaar door gebruikmaking van 30 blokken in verschillende afmetingen kan worden vervaardigd, zonder dat daarvoor substantiële omstelling van een produktiestraat noodzakelijk is.A particular embodiment has the feature that the heat exchanger is constructed in a modular manner from blocks that can be releasably coupled together. In this way it is achieved that the heat exchanger can be manufactured by using blocks in different dimensions, without the need for substantial conversion of a production line.
Een bepaalde uitvoering vertoont het kenmerk, dat de lagen zijn gerangschikt in de volgorde P, S, P, S, 35 P, S enzovoorts.A particular embodiment has the feature that the layers are arranged in the order P, S, P, S, P, S and so on.
Een andere uitvoering vertoont het kenmerk, dat de lagen zijn gerangschikt in de volgorde P, P, S, S, P, P, enzovoorts.Another embodiment has the feature that the layers are arranged in the order P, P, S, S, P, P, and so on.
1 0227961 022796
Teneinde bij produktie van de warmtewisselaar de mechanische belasting van de folielagen zoveel mogelijk te beperken vertoont een voorkeursuitvoering de H bijzonderheid, dat de contactvlakken van de vinnen 5 afgeronde omtreksranden bezitten.In order to limit the mechanical load on the film layers as much as possible during production of the heat exchanger, a preferred embodiment has the special feature that the contact surfaces of the fins 5 have rounded peripheral edges.
H In een uitvoering waarin de folie bestaat uit H een met vezels versterkt materiaal kan de warmtewisselaar H de bijzonderheid vertonen, dat de vezels een anisotrope H warmtegeleiding bezitten, zoals koolstofvezels, waarbij H 10 de warmtegeleiding in het hoofdvlak van de folie kleiner H is dan in dwarsrichting daarop. Hiermee wordt een H substantiële verbetering van zowel de treksterkte van de H foliebanen en daarmee de drukbestendigheid van de H warmtewisselaar substantieel verbeterd en wordt tevens 15 bereikt, dat het warmtecontact tussen aangrenzende vinnen zeer goed is.H In an embodiment in which the film consists of H a fiber-reinforced material, the heat exchanger H can have the special feature that the fibers have an anisotropic H heat conduction, such as carbon fibers, wherein H the heat conduction in the main surface of the film is smaller than H in the transverse direction thereto. Hereby an H substantial improvement of both the tensile strength of the H film webs and hence the pressure resistance of the H heat exchanger is substantially improved and it is also achieved that the heat contact between adjacent fins is very good.
H De foliematerialen kunnen met het oog op bedrijfsomstandigheden en toepassingen geschikt worden gekozen. Zowel thermoplastische kunststoffen als 20 thermoharders, zoals polyetherimide, komen in aanmerking.H The film materials can be suitably selected with regard to operating conditions and applications. Both thermoplastic plastics and thermosets, such as polyetherimide, are suitable.
De foliematerialen kunnen ook van een deklaag voorzien zijn, bijvoorbeeld van een andere kunststof, een siliconenmateriaal of dergelijke. In het geval van vezelwapening kunnen de vezels diameters van enkele /xm 25 bezitten.The foil materials can also be provided with a cover layer, for example with another plastic, a silicone material or the like. In the case of fiber reinforcement, the fibers may have diameters of a few .mu.m.
I Een andere keuze voor het materiaal van de membranen is metaal, in het bijzonder een kunststoffolie met een metalen deklaag aan ten minste één van beide zijden.Another choice for the material of the membranes is metal, in particular a plastic film with a metal covering layer on at least one of both sides.
30 Een zeer eenvoudige oplossing van een zich eventueel voordoend corrosieprobleem bestaat hierin, dat de hechting heeft plaatsgehad met een aan ten minste een van beide contactvlakken aangebrachte corrosiewerende I deklaag, bijvoorbeeld omvattende een primerlaag en/of een I 35 hechtlaag die zich over het gehele oppervlak van de I vinnen en eventueel de wand uitstrekt.A very simple solution of a possibly occurring corrosion problem consists in that the adhesion has taken place with an anticorrosive coating applied to at least one of the two contact surfaces, for example comprising a primer layer and / or an adhesive layer which extends over the entire surface. of the I fins and possibly the wall.
Een specifieke uitvoering vertoont de I bijzonderheid, dat de hechtlaag van het thermisch 7 activeerbare type is en dat de vinnen door verwarming en druk door middel van een verwarmd drukstempel ter plaatse van de contactvlakken aan de betreffende wand en/of aan een naburig stel vinnen gehecht zijn.A specific embodiment has the special feature that the adhesive layer is of the thermally activatable type and that the fins are attached to the respective wall and / or to an adjacent pair of fins by heating and pressure by means of a heated pressure stamp at the area of the contact surfaces. to be.
5 In weer een andere variant vertoont de warmtewisselaar het kenmerk, dat de vinnen aan de van de genoemde deklaag afgerichte zijde zijn voorzien van een tweede deklaag die bestand is tegen de genoemde verwarming en druk.In yet another variant, the heat exchanger is characterized in that the fins on the side remote from the said cover layer are provided with a second cover layer which is resistant to the said heating and pressure.
10 De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen. Hierin tonen:The invention will now be explained with reference to the accompanying drawings. Show here:
Fig. 1 een perspectivisch deelaanzicht van een warmtewisselaar volgens de uitvinding, waarbij het huis terwille van de duidelijkheid niet is getekend; 15 Fig. 2a een schematisch perspectivisch aanzicht op kleine schaal van een warmtewisselaar volgens de uitvinding met een huis en verweef- en spruitstukken;FIG. 1 is a perspective partial view of a heat exchanger according to the invention, wherein the housing is not drawn for the sake of clarity; FIG. 2a shows a schematic perspective view on a small scale of a heat exchanger according to the invention with a housing and weaving and manifolds;
Fig. 2b het detail II uit Fig. 2a op grotere schaal; 20 Fig. 3 een schematische weergave van een alternatieve, versprongen rangschikking van de vinnen;FIG. 2b the detail II from FIG. 2a on a larger scale; FIG. 3 a schematic representation of an alternative, staggered arrangement of the fins;
Fig. 4 een schematische weergave van een . ongewapend membraan;FIG. 4 a schematic representation of one. unreinforced membrane;
Fig. 5 een gedeeltelijk weggebroken 25 perspectivisch aanzicht van een met een vezelweefsel gewapend membraan;FIG. 5 is a partly broken away perspective view of a membrane reinforced with a fiber fabric;
Fig. 6 een met Fig. 5 corresponderend aanzicht van een met een non-woven membraan;FIG. 6 one with FIG. 5 is a view corresponding with a non-woven membrane;
Fig. 7a en 7b respectieve fasen van het aan een 30 membraan hechten van de contactoppervlakken van vinnen;FIG. 7a and 7b show respective phases of attaching the contact surfaces of fins to a membrane;
Fig. 8 een alternatieve wijze van hechting;FIG. 8 an alternative method of attachment;
Fig. 9a een met Fig. 8 corresponderende dwarsdoorsnede van een alternatieve vorm;FIG. 9a a with FIG. 8 corresponding cross section of an alternative form;
Fig. 9b een perspectivisch aanzicht van de 35 voorfase van de structuur volgens Fig. 9a;FIG. 9b is a perspective view of the preliminary phase of the structure according to FIG. 9a;
Fig. 10a en 10b met respectievelijk de Fig. 7a en 7b corresponderende aanzichten van een uitvoering, waarin de vinnen via gaten in het membraan rechtstreeks ^ ’ ·> v ’· ' £* Λ Η Η met elkaar worden gekoppeld.FIG. 10a and 10b with Figs. 7a and 7b correspond to views of an embodiment in which the fins are directly coupled to each other via holes in the membrane.
H Fig. 10c een perspectivisch aanzicht van de in H Fig. 10a getoonde fase corresponderend met Fig. 9b; H Fig. 11 de voorfase van een uitvoering, waarin H 5 het membraan aan beide zijden van een hechtlaag is H voorzien.H FIG. 10c is a perspective view of the device shown in H FIG. 10a, corresponding to FIG. 9b; H FIG. 11 shows the preliminary phase of an embodiment in which H 5 is provided with an adhesive layer on both sides of the membrane.
Fig. 12 een met Fig. 11 corresponderend aanzicht van een uitvoering, waarin de contactvlakken van de vinnen van een deklaag zijn voorzien; 10 Fig. 13a een sterk geschematiseerd aanzicht van H een inrichting voor het op industriële wijze vervaardigen van een warmtewisselaar volgens de uitvinding;FIG. 12 one with FIG. 11 shows a corresponding view of an embodiment in which the contact surfaces of the fins are coated; FIG. 13a shows a highly schematic view of H an apparatus for manufacturing a heat exchanger according to the invention in an industrial manner;
Fig. 13b het detail XIII uit Fig. 13a op vergrote schaal; 15 Fig. 13c een iets verder uitgewerkt en gedetailleerd perspectivisch aanzicht van de inrichting volgens Fig. 13a;FIG. 13b the detail XIII from FIG. 13a on an enlarged scale; FIG. 13c shows a slightly further elaborated and detailed perspective view of the device according to FIG. 13a;
Fig. 14 een dwarsdoorsnede-aanzicht van een I deel van een warmtewisselaar volgens de uitvinding I 20 tijdens de produktiefase, waarin de membranen door spanmiddelen worden ingespannen; I Fig. 15 een vooraanzicht van een warmtewisselaar waarbij de vinnen en de mediumcircuits in een eerste opstelling zijn gerangschikt; 25 Fig. 16 een met Fig. 15 corresponderend I aanzicht, waarin de vinnen en de mediumcircuits in een tweede opstelling zijn gerangschikt; enFIG. 14 is a cross-sectional view of a part of a heat exchanger according to the invention during the production phase, in which the membranes are clamped by tensioning means; FIG. 15 is a front view of a heat exchanger with the fins and the medium circuits arranged in a first arrangement; FIG. 16 one with FIG. Corresponding view, in which the fins and the medium circuits are arranged in a second arrangement; and
Fig. 17 een dwarsdoorsnede-aanzicht van H alternatieve spanmiddelen.FIG. 17 is a cross-sectional view of H alternative tensioning means.
I 30 Fig. 1 toont een warmtewisselaar 1, omvattende I een aantal lagen folie 2, waartussen zich respectieve I stroken 3, 4, 5, 6, 7, 8 enz. uitstrekken. Deze stroken I 3-8 vormen warmtegeleidende vinnen en zijn daartoe bijvoorbeeld van koper vervaardigd. Door middel van 35 hierna te beschrijven middelen zijn de vinnen met hun naar elkaar gerichte contactvlakken ter weerszijden van de foliën 2 aan die foliën gehecht. In deze uitvoering begrenzen de opeenvolgende folielagen afwisselend een λ Λ Λ A :--¾ r** 9 primair en een secundair circuit, in de figuur aangeduid met de pijlen P respectievelijk S. Deze mediumcircuits betreffen de doorstroming in warmtewisselend contact met elkaar te brengen media, bijvoorbeeld gasvormige media, 5 vloeibare media of respectievelijk gas- en vloeistof dan wel tweefasenmedia.FIG. 1 shows a heat exchanger 1, comprising a number of layers of foil 2, between which strips 3, 4, 5, 6, 7, 8, etc. extend. These strips I 3-8 form heat-conducting fins and for this purpose are made, for example, of copper. By means of means to be described below, the fins are adhered to said sheets with their contact surfaces facing each other on either side of the sheet 2. In this embodiment, the successive film layers alternately define a λ Λ Λ A: - ¾ r ** 9 primary and a secondary circuit, indicated by arrows P and S in the figure. These medium circuits concern the flow in heat-exchanging contact with each other media, for example gaseous media, liquid media or gas and liquid or two-phase media respectively.
Uit de tekening blijkt verder, dat de stroken 3, 4, 5 een beperkte lengte in de mediumstromingsrichting bezitten en dat op enige afstand de volgende vinnen 10 stroken 6, 7, 8 zijn geplaatst. Dit komt de effectieve warmteoverdracht ten goede. De tussenruimte 9, die niet van vinnen is voorzien werkt in de transportrichting effectief als warmtescheiding. Vereist is daarvoor, dat het foliemateriaal een beperkte warmtegeleidbaarheid 15 bezit en bijvoorbeeld niet van een goed warmtegeleidend materiaal als koper is vervaardigd. Bijvoorbeeld kunststof is een zeer geschikte keuze. Doordat de foliên als membraan zijn uitgevoerd en derhalve zeer dun zijn, presenteren ze ter plaatse van de warmteoverdragende 20 contactvlakken van de naar elkaar gerichte vinnen slechts een verwaarloosbare warmteweerstand.It is further apparent from the drawing that the strips 3, 4, 5 have a limited length in the medium flow direction and that the following fins 10 strips 6, 7, 8 are placed at some distance. This benefits the effective heat transfer. The gap 9, which is not provided with fins, effectively acts as heat separation in the conveying direction. For this it is required that the foil material has a limited thermal conductivity and, for example, is not made of a good heat-conducting material such as copper. Plastic, for example, is a very suitable choice. Because the films are designed as membranes and are therefore very thin, they present only a negligible heat resistance at the location of the heat transferring contact surfaces of the fins facing each other.
Fig. 2 toont een warmtewisselaar 10 dat is opgebouwd op basis van de hiervoor beschreven membraan-vin-warmtewisselaar, waarbij gebruik is gemaakt van een 25 huis. Aan de vrije einden sluiten respectieve verweef- en spruitstukken 12 voor P in, 13 voor P out, 14 voor S in en 15 voor S out.FIG. 2 shows a heat exchanger 10 that is built up on the basis of the aforementioned membrane fin heat exchanger, wherein use is made of a housing. At the free ends, respective weaving and manifolds include 12 for P in, 13 for P out, 14 for S in and 15 for S out.
Fig. 2b toont het inwendige van de warmtewisselaar 10. Dit is in wezen dezelfde eenheid als 30 in Fig. 1 en is derhalve ook met het verwijzingsgetal 1 aangeduid.FIG. 2b shows the interior of the heat exchanger 10. This is essentially the same unit as 30 in FIG. 1 and is therefore also designated by reference numeral 1.
Fig. 3 zeer schematisch een alternatieve rangschikking van vinnen in stroken respectievelijk 16, 17, 18, 19, 20, 16. Duidelijk moge zijn, dat de vinnen in 35 dwarsrichting ten opzichte van de stromingsrichting 21 telkens over 1/5 steekafstand verschoven zijn. Hierdoor bevindt de voorrand van elke vin zich steeds in een praktisch ongestoorde stroming. Dit komt de ίΠηοτηΛ.FIG. 3 shows very schematically an alternative arrangement of fins in strips 16, 17, 18, 19, 20, 16, respectively. It should be clear that the fins are shifted in the transverse direction relative to the flow direction 21 by 1/5 pitch. As a result, the leading edge of each fin is always in a practically undisturbed flow. This is the ίΠηοτηΛ.
Η Η warmteovedracht ten goede.Η Η heat transfer for good.
H Fig. 4 toont schematisch een membraan 22.H FIG. 4 schematically shows a membrane 22.
H Fig. 5 toont een membraan 23 dat is gewapend H met een weefsel 24, bijvoorbeeld bestaande uit glasvezel, H 5 koolstofvezel of dergelijke. Opgemerkt wordt, dat de H tekening niet op schaal is, en dat een mat 24 van dit H type ook geïmpregneerd kan zijn met een kunststof, waardoor het weefsel mediumdicht is en bovendien bijvoorbeeld door warmte kan smelten ter bevestiging van 10 de contactvlakken van de vinnen.H FIG. 5 shows a membrane 23 which is reinforced with a fabric 24, for example consisting of glass fiber, H 5 carbon fiber or the like. It is noted that the H drawing is not to scale, and that a mat 24 of this H type can also be impregnated with a plastic, as a result of which the fabric is medium-tight and moreover can for instance melt by heat to secure the contact surfaces of the fins .
Fig. 6 toont een membraan 25 met een non-woven wapening 26.FIG. 6 shows a membrane 25 with a non-woven reinforcement 26.
Fig. 7a toont een membraan 28 met lijmlagen 29 ter plaatse van de contactvlakken 30 van vinnen 31. Door H 15 aandrukking wordt de in Fig. 7b getekende structuur H verkregen, waarbij de lijm enigszins is uitgeperst in H zijzones 32. De lijm 29 kan zijn voorverwarmd of van het drukgevoelige type zijn.FIG. 7a shows a membrane 28 with layers of glue 29 at the area of contact surfaces 30 of fins 31. By pressing H 15, the area shown in FIG. 7b, structure H is obtained, wherein the glue is slightly squeezed into H side zones 32. The glue 29 can be preheated or be of pressure-sensitive type.
Fig. 8 toont een uitvoering, waarbij de vinnen 20 31 onder verwarming en druk in de folie 28 zijn gedrukt.FIG. 8 shows an embodiment in which the fins 31 are pressed into the film 28 under heating and pressure.
Hierdoor is het foliemateriaal in de tussen gelegen zone 33 verdunt en is het materiaal aan zijkant in de zones 34 enigszins naar buiten geperst. Deze uitvoering is in die zin gunstig, dat altijd een goede afdichting is I 25 gewaarborgd, terwijl het toch al dunne foliemateriaal extra verdund is.As a result, the film material in the intermediate zone 33 is thinned and the material is pressed slightly outwards in the zones 34 to the side. This embodiment is favorable in the sense that a good seal is always guaranteed, while the already thin foil material is additionally diluted.
I Fig. 9a vertoont een variant, waarin vinnen 35, I 36 zijn voorzien van complementaire rillen respectievelijk 37, 38. Hierdoor is altijd een goede I 30 positionering van de contactvlakken gewaarborgd. Ook in dwarsrichting strekken zich de rillen 37, 38 uit. Dit aspect is duidelijk zichtbaar in Fig. 9b. De pijlen 39 I duiden aan, dat de vinnen 35, 36 onder verwarming en druk I naar elkaar worden gedrongen onder samenpersing van de I 35 folie 28. In de uitvoering volgens Fig. 10 is de folie 40 I voorzien van openingen 41, waardoorheen de contactvlakken I van de vinnen 31 met elkaar in contact kunnen komen. Die I contactvlakken zijn voorzien van hechtlagen 42, waardoor ; Λ - 11 via deze zeer dunne hechtlagen de vinnen rechtstreeks met elkaar in contact kunnen worden gebracht, zoals Fig. 10b toont. Fig. 10a toont tevens, dat de omtreksrand van opening 40 is voorzien van een een afdichtring vormende 5 massa 43 ter verzekering van een mediumdichte verbinding.FIG. 9a shows a variant in which fins 35, 36 are provided with complementary ridges and 37, 38, respectively. As a result, a good positioning of the contact surfaces is always guaranteed. The ridges 37, 38 also extend transversely. This aspect is clearly visible in FIG. 9b. The arrows 39 indicate that the fins 35, 36 are forced towards each other under heating and pressure I under compression of the foil 28. In the embodiment according to FIG. 10, the foil 40 I is provided with openings 41, through which the contact surfaces I of the fins 31 can come into contact with each other. The contact surfaces are provided with adhesive layers 42, whereby; 11 through these very thin adhesive layers, the fins can be brought into direct contact with each other, as shown in FIG. 10b. FIG. 10a also shows that the peripheral edge of opening 40 is provided with a mass 43 forming a sealing ring to ensure a medium-tight connection.
Fig. 11 toont een uitvoering, waarbij een folie 44 ter weerszijden is voorzien van een hechtlaag 45 voor koppeling met de contactvlakken van de vinnen 31.FIG. 11 shows an embodiment in which a foil 44 is provided on both sides with an adhesive layer 45 for coupling to the contact surfaces of the fins 31.
In Fig. 12 zijn de contactvlakken van de vinnen 10 31 voorzien van hechtlagen 46.In FIG. 12, the contact surfaces of the fins 31 are provided with adhesive layers 46.
Fig. 13 toont, op welke wijze de foliebanen 48 en de daaraan gehechte vinstroken 49 kunnen worden samengesteld tot een pakket zoals bijvoorbeeld getekend in Fig. 1.FIG. 13 shows the manner in which the film webs 48 and the fin strips 49 adhered thereto can be assembled into a package as drawn for example in FIG. 1.
15 Zoals Fig. 13c toont, bevat een voorraadhouder 50 tien voorraadrollen 51, waarop foliebanen met daarop stroken vinnen zijn gelijmd. Eén van de rollen, die met het verwijzingsgetal 52 is aangeduid, bevat uitsluitend foliemateriaal 48 zonder vinnen. De diverse banen worden 20 samen geleid door de kneep van twee geleidings- en drukrollen 53, 54 en ingevoerd in een elektromagnetische verwarmingsinrichting 55, waardoor de aan de betreffende oppervlakken van de foliën (Fig. 11) of de contactvlakken van de vinnen (Fig. 12) aanwezige hotmelt smelt, zodat de 25 gewenste hechting tot stand kan komen. Daartoe dragen de ingangsdrukrollen 56, 57 en 58, 59 bij.As shown in FIG. 13c, a storage container 50 contains ten storage rolls 51, to which foil webs with strips of fins are glued thereon. One of the rollers, designated by reference numeral 52, contains only film material 48 without fins. The various webs are guided together by the nip of two guide and pressure rollers 53, 54 and introduced into an electromagnetic heating device 55, so that the respective surfaces of the films (Fig. 11) or the contact surfaces of the fins (Fig. 12) hot melt present melts, so that the desired adhesion can be achieved. The input pressure rollers 56, 57 and 58, 59 contribute to this.
Fig. 13b, die overeenkomt met Fig. 8, toont een uitvoering, waarin door druk en temperatuurverhoging in de inrichting 55, 56, 57, 58, 59 de gewenste hechting tot 30 stand is gekomen.FIG. 13b, corresponding to FIG. 8 shows an embodiment in which the desired adhesion has been achieved by pressure and temperature increase in the device 55, 56, 57, 58, 59.
Fig. 14 toont foliën 60, waarop vinnen 61 zijn gehecht. Door middel van snapprofielen 62 kunnen de foliën worden gepositioneerd, waarbij wordt opgemerkt, dat door de respectievelijk verdieping 63 en het daarmee 35 samenwerkende uitsteeksel 64 een verlenging van het folie wordt gerealiseerd, dat samen met de rekbaarheid van de folie tot een zekere voorspanning leidt. Door stapeling van de profielen 62 kan op modulaire wijze een 1 0 2 2 /9 6 H warmtewisselaar 1 van het type volgens Fig. 1 of ander H type worden vervaardigd. De richting van aandrukking is met een pijl 65 symbolisch weergegeven. Pijl 66 duidt symbolisch de beweeglijkheid van de folie aan, waarbij 5 begrepen dient te worden, dat tijdens het aandrukken volgens pijl 65 een folie wordt gerekt en aldus onder I voorspanning geplaatst.FIG. 14 shows film 60 on which fins 61 are adhered. The films can be positioned by means of snap profiles 62, it being noted that an extension of the film is realized through the respective recess 63 and the projection 64 cooperating therewith, which together with the stretchability of the film leads to a certain prestress. By stacking the profiles 62, a modular way a heat exchanger 1 of the type according to FIG. 1 or other H type. The direction of pressing is symbolically indicated with an arrow 65. Arrow 66 symbolically indicates the mobility of the film, it being understood that during the pressing according to arrow 65 a film is stretched and thus placed under bias.
Fig. 15 toont de onder meer in Fig. 1 getoonde structuur, waarbij het primaire en het secundaire circuit 10 elkaar opvolgen.FIG. 15 shows, inter alia, FIG. 1, the primary and secondary circuits 10 following each other.
Fig. 16 toont een variant, waarin twee primaire I circuits naast elkaar gelegen zijn, gevolgd door twee I secundaire, gevolgd door twee primaire enz.FIG. 16 shows a variant in which two primary I circuits are adjacent to each other, followed by two I secondary, followed by two primary I, etc.
Fig. 17 tenslotte toont een alternatief van de 15 wijze van inklemming volgens Fig. 14. In de uitvoering volgens Fig. 17 zijn elk van de klemblokken 62 uitgevoerd als een algemeen U-vormige profiel 67 met een naar buiten toe zich versmallende opening 68, waarin zich een door een drukveren 69 belaste rol 70 bevindt. Een foliebaan 60 20 kan volgens pijl 71 worden ingeschoven in de kneep tussen het ondervlak 71 van de opening 68 en de rol 70. Hierdoor I kan onder uitoefening van een lichte druk tegen de I veerdruk van veer 69 in de voorrand van folie 60 het I contactvlak tussen vlak 71 en rol 70 passeren. Dit H 25 aanbrengen gebeurt met enige kracht, waardoor het folie H licht wordt gerekt, totdat de vereiste voorspanning is I bereikt. Dan wordt de folie losgelaten en vastgehouden in I de genoemde kneep. Hierdoor is een permanente I voorspanning gewaarborgd.FIG. 17 finally shows an alternative to the method of clamping in accordance with FIG. 14. In the embodiment according to FIG. 17, each of the clamping blocks 62 is designed as a generally U-shaped profile 67 with an outwardly narrowing opening 68, in which a roller 70 loaded by a compression spring 69 is located. A film web 60 can be inserted in the nip between the bottom surface 71 of the opening 68 and the roller 70 as according to arrow 71. This allows a slight pressure against the spring pressure of spring 69 in the front edge of film 60 to exert it. pass contact surface between surface 71 and roller 70. This H application is done with some force, whereby the film H is lightly stretched until the required prestressing is achieved. Then the film is released and held in the said nip. This guarantees a permanent I bias.
30 * * * * * I 102279630 * * * * * I 1022796
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1022796A NL1022796C2 (en) | 2002-04-26 | 2003-02-27 | Heat exchanger, has heat conducting fins arranged on both sides of each wall such that fins are in thermal contact with each other and have contact surface joined to wall |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1020483A NL1020483C1 (en) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | Heat exchanger and method for manufacturing thereof. |
NL1020483 | 2002-04-26 | ||
NL1022796A NL1022796C2 (en) | 2002-04-26 | 2003-02-27 | Heat exchanger, has heat conducting fins arranged on both sides of each wall such that fins are in thermal contact with each other and have contact surface joined to wall |
NL1022796 | 2003-02-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1022796A1 NL1022796A1 (en) | 2003-10-31 |
NL1022796C2 true NL1022796C2 (en) | 2004-08-10 |
Family
ID=33032439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1022796A NL1022796C2 (en) | 2002-04-26 | 2003-02-27 | Heat exchanger, has heat conducting fins arranged on both sides of each wall such that fins are in thermal contact with each other and have contact surface joined to wall |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL1022796C2 (en) |
-
2003
- 2003-02-27 NL NL1022796A patent/NL1022796C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL1022796A1 (en) | 2003-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL1020483C1 (en) | Heat exchanger and method for manufacturing thereof. | |
NL1022794C2 (en) | Method for manufacturing a heat exchanger, as well as heat exchanger obtained with the method. | |
CA2050281C (en) | Heat exchangers | |
JP2005528575A5 (en) | ||
EP3025108B1 (en) | Enthalpy exchanger element and method for the production | |
NL1022796C2 (en) | Heat exchanger, has heat conducting fins arranged on both sides of each wall such that fins are in thermal contact with each other and have contact surface joined to wall | |
AU2003221459B2 (en) | Heat exchanger and method for manufacturing thereof | |
JP4466156B2 (en) | Heat exchanger | |
GB2197450A (en) | Heat exchangers | |
EP3423773A1 (en) | Recuperator, parts of which are manufactured by injection moulding | |
JPH03204596A (en) | Plate type heat exchanger | |
US5909767A (en) | Recuperative cross flow plate-type heat exchanger | |
NL1021794C1 (en) | Heat exchange unit for evaporative type heat exchanger, has formable laminate of metal layer comprising aluminum and sealed under heat and pressure to itself or to another similar laminate to form flow channel | |
EP4343263A1 (en) | Heat exchanger module | |
BE1011595A3 (en) | Improved heat exchanger and method to realise such a heat exchanger | |
JPH11254047A (en) | Bending method for thin sheet used in heat exchanger and heat exchanger | |
JPS5841439B2 (en) | Heat transfer pack and its manufacturing method | |
JPS5924195A (en) | Member for heat exchanger and heat exchanger | |
JPS61202095A (en) | Heat exchanger | |
JPH089097B2 (en) | Laminated brazing method | |
JPH11248387A (en) | Heat exchanger and heat exchanging method | |
TH36986A (en) | Heat transfer machines and heat transfer machines manufacturing methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AD1A | A request for search or an international type search has been filed | ||
RD2N | Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report) |
Effective date: 20040607 |
|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20110901 |