NL2011454C2 - Warmtewisselaar met verbeterde geometrie. - Google Patents

Description

Warmtewisselaar met verbeterde geometrie

De uitvinding betreft een tegenstroomwarmtewisselaar, omvattende een tegenstroomdeel en twee elk op een zijde van het tegenstroomdeel aansluitende koppelstukken, waarbij elk van de koppelstukken is voorzien van een aantal op elkaar gestapelde, zich onderling parallel uitstrekkende, platen, waarbij tenminste een deel van het aantal platen over tenminste een deel van hun oppervlak van profielen is voorzien, die zich tussen de platen uitstrekkende kanalen vormen en de aan weerszijden van een plaat aanwezige kanalen zich parallel uitstrekken, waarbij elk van de platen aan één van zijn zijden grenst aan kanalen van de eerste soort en aan zijn andere zijde grenst aan kanalen van de tweede soort en waarbij op elkaar gestapelde naburige platen aan hun zich parallel aan de kanalen uitstrekkende randen onderling zijn verbonden.

Een dergelijke warmtewisselaar is bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP-A-0 666 973. Deze tot de stand van de techniek behorende warmtewisselaar is voorzien van kanalen met een hoofdzakelijk driehoekige doorsnede. De stromingsweerstand in de kanalen van deze warmtewisselaar is dan ook aanzienlijk en zeker niet optimaal. Dit vereist relatief veel vermogen van een luchtpomp of een ventilator voor het handhaven van de vereiste stroming, waardoor het totale rendement van de inrichting waarvan de warmtewisselaar deel uitmaakt, verslechtert. Het lijkt aantrekkelijk de hoek tussen twee gelijke wanden van de gelijkbenig driehoekige kanalen te vergroten om de doortocht van de kanalen te verruimen zonder de warmteoverdracht te verkleinen. Uit berekeningen volgens de complete Navier-Stokes vergelijkingen, blijkt het warmteoverdragend vermogen echter boven een optimale scherpte af te nemen, in tegenstelling tot wat uit de klassieke Nusselt analogie volgt.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een warmtewisselaar van de hierboven toegelichte soort met een verlaagde stromingsweerstand bij handhaving van tenminste hetzelfde warmteoverdragend vermogen.

Dit doel wordt bereikt door een warmtewisselaar van de hierboven beschreven soort, waarbij alle platen van een profiel zijn voorzien, het profiel van elke plaat zich over het gehele oppervlak van het tegenstroomdeel van de warmtewisselaar uitstrekt en het in de platen aangebrachte, de kanalen vormende profiel in dwarsdoorsnede de vorm van een zich herhalend trapezium heeft.

Als gevolg van deze maatregelen vindt, uitgaande van de hierboven beschreven variant met kanalen met een doorsnede met een scherpe punt, meer stroming plaats in de nabijheid van deze punt, zodat de stromingsweerstand ten opzichte van deze configuratie, maar ook ten opzichte van de tot de stand van de techniek behorende configuratie met een doorsnede van hoofdzakelijk een gelijkbenige driehoek, aanzienlijk wordt verkleind. De trapeziumvorm van de kanalen maakt een meer gelijkmatige verdeling van de luchtstroom over de verticale doorsnede van de kanalen mogelijk zodat de gehele doorsnede beter wordt gebruikt. Alhoewel de trapeziumvorm van de profielen kan worden gebruikt in combinatie met tussenliggende vlakke platen, wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van direct op elkaar gestapelde geprofileerde platen, waardoor niet alleen het stapelproces wordt vereenvoudigd, maar ook het materiaalverbruik sterk wordt verkleind.

De geometrie wordt aantrekkelijk wanneer de hoogte van de kanalen groter is dan hun breedte. Uit berekeningen is gebleken dat dan de meest optimale verhouding tussen warmteoverdragend vermogen en stromingsweerstand wordt verkregen.

Hoofdzakelijk trapeziumvormige kanalen kunnen in twee verschillende configuraties worden uitgevoerd, namelijk met stompe hoeken tussen de wanden en met scherpe hoeken tussen de wanden. Wanneer voor de configuratie met stompe hoeken wordt gekozen, zijn de zich parallel aan het hoofdvlak uitstrekkende wanden tussen de schuine wanden smal, terwijl in de configuratie met scherpe hoeken, de zich parallel aan het hoofdvlak uitstrekkende wanden breed zijn. Alhoewel de configuratie met de stompe hoeken aantrekkelijker is uit het oogpunt van materiaalgebruik, heeft het toch de voorkeur de configuratie met de scherpe hoeken toe te passen, daar de geïntegreerde warmteoverdracht en de stapelbaarheid van deze laatstgenoemde configuratie beter is daar het nesten van boven elkaar geplaatste platen wordt voorkomen. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de hoeken tussen de tot een enkele plaat behorende wanden van de kanalen scherp.

Door de hierboven beschreven vorm is de plaat na het thermovormen lastig of niet uit de mal te verwijderen, daar de vorm van de mal en de gevormde plaat niet lossend is. Om het verwijderen van de plaat te vergemakkelijken, hebben de kanalen aan tenminste één van hun zich parallel aan het hoofdvlak van de plaat uitstrekkende wanden een knik. De knik maakt vervorming van de gevormde plaat door het samenvouwen van deze wandengemakkelijker, zodat deze platen gemakkelijker uit de mal kunnen worden verwijderd.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm hebben de kanalen aan hun zich parallel aan het hoofdvlak van de plaat uitstrekkende wanden een knik. De tweede knik is niet noodzakelijk voor het lossen uit de mal, maar deze knik in het tweede vlak maakt het stapelen van de platen gemakkelijker, daar deze tweede knik past in de eerste knik van de onderliggende plaat. Dit vergroot ook de stabiliteit van de bij het stapelen gevormde warmtewisselaar.

Om het knikken ter vergemakkelijken, heeft het de voorkeur dat het materiaal ter plaatse van de knik verdund is.

Volgens een uitvoeringsvorm zijn de platen gestapeld in een positie waarin de bovenwanden van de kanalen van direct boven elkaar liggende platen recht boven elkaar zijn gelegen. Bij deze stapelwijze rusten telkens twee aan de hoeken grenzende delen van verschillende onderwanden op de bovenwanden van de onderliggende kanalen, hetgeen alleen mogelijk is door de trapeziumvorm van de kanalen; bij kanalen met een rechthoekige configuratie of met een scherpe hoek tussen de gelijkbenige wanden en het hoofdvalk zouden de platen immers in elkaar kunnen schuiven. Hierbij is het van belang dat de knik in de bovenwand dezelfde richting heeft als de knik in de onderwand, waardoor de knikken elkaar passen.

Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm zijn de platen gestapeld met de onderwand van de kanalen van een bovenliggende plaat boven de bovenwand van de kanalen van de onderliggende plaat, zodat de kanalen in verschillende platen telkens een halve steek zijn verschoven. Hierbij worden kanalen in boven elkaar gelegen platen gecombineerd tot kanalen met een dubbele hoogte. In deze uitvoeringsvorm zijn naast elkaar gelegen kanalen onderling in hoogte versprongen. Hierbij zijn de knikken in de onderwand en in de bovenwand tegengesteld gericht zodat de onderwand met zijn knik rust op twee verschillende bovenwanden van de onderliggende plaat.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm, strekken de platen zich aan een eerste en een tegenover de eerste zijde gelegen tweede zijde van het tegenstroom deel van de warmtewisselaar tot buiten het tegenstroomdeel van de warmtewisselaar uit, vormen de zich aan de eerste, respectievelijk tweede zijde van het tegenstroomdeel van de warmtewisselaar uitstrekkende delen van de platen een eerste, respectievelijk tweede koppelstuk, is het eerste koppelstuk ingericht voor koppeling van een eerste extern kanaal met een eerste einde van de kanalen van de eerste soort en voor koppeling van een tweede extern kanaal met het eerste einde van de kanalen van de tweede soort en is het tweede koppelstuk ingericht voor koppeling van een derde extern kanaal met het tweede einde van de kanalen van de eerste soort en voor koppeling van een vierde extern kanaal met het tweede einde van de kanalen van de tweede soort. Hiermede wordt, evenals bij de warmtewisselaar volgens de stand van de techniek, gebruik gemaakt van het feit dat aan weerszijden van elk van de platen kanalen van verschillende soort zijn gelegen. De platen dienen aldus als scheiding tussen de kanalen van de verschillende soort, die kan worden voortgezet in het koppelstuk.

Het heeft de voorkeur dat de platen door middel van een thermovormproces of vacuümproces, mogelijkerwijs in combinatie met dieptrekken, zijn gevormd uit thermisch vervormbare kunststoffen folies.

Dezelfde uitvoeringsvorm verschaft een werkwijze voor het vervaardigen van een warmtewisselaar, omvattende het door middel van een thermovormproces aanbrengen van profiel in kunststoffen platen, het stapelen van de platen en het tenminste aan hun randen onderling verbinden van de gestapelde platen, waarbij de platen zonder tussenvoegen van vlakke platen op elkaar worden gestapeld. Hierdoor wordt het stapelen simpeler. Overigens is in veel gevallen de onderste of de bovenste plaat van de stapel wel vlak.

Zoals reeds in aangegeven, is de combinatie van de door thermovormen van een trapeziumvormig profiel met scherpe hoeken tussen de wanden voorziene plaat en de mal waarin de plaat is gevormd niet lossend. Daar door het zich herhalende profiel het niet mogelijk is de mal de delen, stelt een uitvoeringsvorm van de uitvinding voor dat de plaatdelen die na het therm ovorm en door vorm opsluiting zijn opgesloten in een bij het thermovormproces gebruikte mal, worden vervormd tijdens het verwijderen van de platen uit deze mallen en dat de door vormopsluiting in de mal opgesloten plaatdelen worden vervormd door het inblazen van lucht vanuit in de mal aangebrachte openingen bij voorkeur dezelfde openingen die eerst worden gebruikt voor het tegen de mal aanzuigen van het materiaal.

Bij tot de stand van de techniek behorende thermovorm-vacuümprocessen wordt gebruik gemaakt van een drukverschil aan weerszijden van de te vervormen plaat opdat de plaat vervormt en tegen de mal aan wordt gedrongen. Daar bij de toepassing volgens de uitvinding de maten van de profielen dwars op de hoofdrichting van de plaat tamelijk groot zijn ten opzichte van de breedte van de profielen, wordt het vervormen van de plaat vergemakkelijkt doordat tijdens het thermovormproces de platen worden vervormd door een contramal die is voorzien van doorns die in de positie waarin de platen hun eindvorm hebben bereikt zich tot in in de mal aangebrachte holten uitstrekken en waarbij tijdens het thermovormproces de vanuit in de contramal aangebrachte openingen lucht wordt ingeblazen.

Deze uitvoeringsvorm betreft tevens een inrichting voor het door middel van een thermovormproces vervaardigen van platen voor een warmtewisselaar, waarbij de inrichting is voorzien van een mal, waarvan het profiel overeenkomt met het in de platen aan te brengen profiel, een contramal die voorzien is van doorns, die tijdens het thermovormproces zich tot in in de mal aangebrachte holten uitstrekken, middelen voor het verwarmen, respectievelijk koelen van de platen, toe- en afvoermiddelen voor het aan de mal toe-, respectievelijk afvoeren van de platen en luchtdrukmiddelen voor het tijdelijk aan de van de mal afgekeerde zijde van de plaat aanleggen van een luchtdruk die hoger is dan de aan de naar de mal toegekeerde zijde van de plaat heersende luchtdruk, waarbij de inrichting, waarbij in de het dichtst bij de mal gelegen positie van de contramal, de doorns van de contramal zich uitstrekken tot in het diepste punt van de holten van de mal. Hiermede wordt immers de positie van de wanden van het trapeziumvormige kanaal zo goed mogelijk gedefinieerd.

Om het vormen van de knik te vergemakkelijken, heeft het de voorkeur wanneer de holten van de mal en de doorns van de contramal zijn ingericht voor het vormen van een verdunning van de folie ter plaatse van de knik.

Daar het eveneens van belang is de niet of nauwelijks te vervormen delen van de plaat goed te definiëren, is het aantrekkelijk wanneer in de het dichtst bij de mal gelegen positie van de contramal, de mal en de contramal de plaat buiten de holten van de mal insluiten.

Om het lossen verder te vergemakkelijken, stelt een verdere voorkeursuitvoeringsvorm voor, dat de drukmiddelen zijn ingericht voor het tijdelijk aan de van de mal afgekeerde zijde van de plaat aanleggen van een luchtdruk die lager is dan de aan de naar de mal toegekeerde zijde van de plaat heersende luchtdruk.

Er ontstaat een constructief aantrekkelijke uitvoeringsvorm wanneer de drukmiddelen zijn voorzien van in de holten van de mal eindigende luchtkanalen die zijn verbonden met een luchtpomp en van in de holten van de contramal eindigende luchtkanalen die zijn verbonden met een luchtpomp. Hierbij kunnen beide luchtpompen zowel lucht toevoeren als lucht afvoeren, in afhankelijkheid van de fase van het proces.

Om de vervorming, die noodzakelijk is voor het lossen van de vervormde plaat uit de mal mogelijk te maken, is het van belang dat in de dichtst bij de mal gelegen positie van de contramal, zijdelings van de doorns van de contramal tussen deze doorns en de holten van de mal ruimte aanwezig is.

Vervolgens wordt de onderhavige uitvinding toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren, waarin voorstellen:

Figuur 1: een schematisch perspectivisch aanzicht van het tegenstroomdeel van een warmtewisselaar volgens de stand van de techniek;

Figuur 2: een schematisch perspectivisch aanzicht van een plaat voor een warmtewisselaar ten gebruike bij een warmtewisselaar volgens de uitvinding;

Figuur 3: een schematisch perspectivisch aanzicht van een plaat voor een warmtewisselaar volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 4: een schematisch perspectivisch aanzicht van een warmtewisselaar volgens de eerste uitvoeringsvorm;

Figuur 5: een schematisch perspectivisch aanzicht van een warmtewisselaar volgens de tweede uitvoeringsvorm;

Figuur 6: een doorsnede-aanzicht van een deel van een plaat voor een warmtewisselaar ten gebruike bij een warmtewisselaar volgens een uitvoeringsvorm; Figuur 7: een met figuur 6 overeenkomend aanzicht in verschillende fases van de vervaardiging;

Figuur 8: een doorsnede-aanzicht van een combinatie van een mal en een contramal volgens de uitvinding;

Figuur 9: een eerste detailaanzicht van figuur 8; en

Figuur 10: een tweede detailaanzicht van figuur 8.

De in figuur 1 afgebeelde warmtewisselaar volgens de stand van de techniek omvat een aantal vlakke onderling parallelle platen, waarvan figuur 1 twee platen la, lb toont. Tussen de twee vlakke platen 1, zijn telkens volgens een driehoekig profiel gevormde platen 2 aangebracht, waarvan er in figuur 1 twee stuks 2a, 2b zijn weergegeven. Tussen de vlakke platen 1 en de van een profiel voorziene platen 2 zijn kanalen 3 met een hoofdzakelijk driehoekige doorsnede gevormd. Hierbij sluiten de bovenste vlakke plaat la en de bovenste van een profiel voorziene plaat 2a kanalen 3a van de eerste soort in en sluiten de onderste vlakke plaat lb en de bovenste van een profiel voorziene plaat 2a kanalen 3b van de tweede soort in. Voorts sluiten de onderste vlakke plaat lb en de onderste van een profiel voorziene plaat 2b kanalen 3a van de eerste soort in. Aldus grenst elk van de platen 1, 2 aan weerszijden aan kanalen van verschillende soort. Zoals reeds is opgemerkt, hebben de kanalen 3 elk hoofdzakelijk de doorsnede van een gelijkbenige driehoek.

Het in figuur 2 afgebeelde schematische aanzicht van een van een profiel voorziene plaat 4, toont het zich herhalende trapeziumvormige profiel van de plaat 4. Het profiel omvat schuine zijwanden 5a, 5b, bovenwanden 6 en onderwanden 7, waarbij de bovenen onderwanden 6, 7 zich in de hoofdrichting van de plaat 4 uitstrekken, en de schuine zijwanden 5 zich onder een scherpe hoek uitstrekken met de boven- en onderwanden 6, 7. Hierdoor zijn kanalen 8 met een trapeziumvormige doorsnede gevormd, die aan hun onderzijde of hun bovenzijde open zijn en aldus moeten worden afgesloten door een andere plaat. Als gevolg van deze scherpe hoek zijn de boven- en onderwanden 6, 7 breed, hetgeen de mogelijkheid biedt de aldus gevormde platen 4 te stapelen zonder tussenvoeging van vlakke platen zoals bij de stand van de techniek. Voorts blijkt de stromingsweerstand van de kanalen 8 met een trapeziumvormige doorsnede bij een grote verhouding tussen hoogte en breedte lager te zijn dan die van de driehoekige kanalen 3 volgens de stand van de techniek bij eenzelfde warmteoverdragend vermogen. Hierbij wordt opgemerkt dat deze verhouding begrensd wordt door de maximaal toelaatbare strekverhouding van het thermovorm- en dieptrekproces om gaten en dunne plekken te voorkomen.

Zoals eerder reeds is toegelicht, wordt voor het aanbrengen van het profiel in de platen, veelal gebruik gemaakt van thermovormen en dieptrekken. Hierbij wordt een plaat op een van het gewenste profiel voorziene mal geplaatst, wordt de plaat verwarmd en wordt door middel van een luchtdrukverschil de plaat tegen de mal aan gedongen, opdat de door verwarming vervormbare plaat de vorm van de mal aanneemt. Na het vormen van de plaat laat men deze afkoelen, waarna deze zijn vorm behoudt. De huidige vorm van een trapezium maakt het onmogelijk de gevormde plaat te verwijderen uit de mal, daar de combinatie niet lossend is. Om de plaat toch uit de mal te kunnen verwijderen, is bovenwand van de plaat van een knik voorzien. Een dergelijke, van een knik voorziene plaat is weergegeven in figuur 3. De bovenwand 6 is door de knik 9 verdeeld in twee gelijke stukken 6a en 6b. De mal en de contramal zijn zodanig gevormd dat ter plaatse van de knik een verdunning van het foliemateriaal ontstaat, dat als scharnier functioneert. Bij het uit de mal verwijderen van de plaat, kan de bovenwand op de knik vouwen, zodat het in de holte van de mal stekende deel smaller kan worden gemaakt en uit de mal kan worden verwijderd.

Bij de in figuur 3 getoonde uitvoeringsvorm is voorts de onderwand 7 van een knik 10 voorzien, die de onderwand 7 in twee gelijke delen 7a en 7b verdeelt. Deze knik heeft geen functie bij het uit de mal verwijderen van de gevormde plaat, maar de knik 10 heeft een functie bij het stapelen, zoals hierna zal worden toegelicht.

Het is mogelijk de aldus gevormde plaat 4 op twee verschillende wijzen te stapelen. De eerste stapelwijze is weergegeven in figuur 4. Hierbij zijn de bovenwanden van de kanalen van direct boven elkaar liggende platen recht boven elkaar gelegen. Het gevolg daarvan is dat samengestelde kanalen worden verkregen met een hoogte die het dubbele is van de kanalen in een enkelvoudige plaat. Een belangrijk voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat de onderwand 7 van de bovenliggende plaat 4 rust op een enkele bovenwand 6 van de onderliggende plaat 4, waarbij beide platen van een knik zijn voorzien die de betreffende wanden in elkaar doet passen, waardoor de platen onderling worden gefixeerd. Hierbij wordt opgemerkt dat de knik 9, 10 in de onder- en bovenwand 6, 7 wel in dezelfde richting moet wijzen om dit effect te bereiken. De relatief grote hoogte van het samengestelde kanaal 3 heeft slechts het effect dat thermische energie wordt uitgewisseld via de zijwanden. Daar de boven- en onderwanden 6, 7 tamelijk smal zijn, is dit slechts een klein nadeel.

Dit laatstgenoemde nadeel wordt grotendeels ermeden wanneer de platen zijn gestapeld met de onderwand van de kanalen van een bovenliggende plaat boven de bovenwand van de kanalen van de onderliggende plaat, zoals in figuur 5 is weergegeven. Hierbij rust de onderwand 7 van de bovenliggende plaat op twee verschillende bovenwanden 6 van de onderliggende plaat. Meer in het bijzonder rust een deel van de helft 7a van de onderwand 7 op een deel van de helft 6b van de bovenwand 6 van de onderliggende plaat en ligt een deel van de andere helft 7b van dezelfde onderwand 7 op een deel van de helft 6a van een andere bovenwand 6 van de onderliggende plaat. Hierbij wordt een deel van het aantal kanalen 3 aan hun bovenzijde begrensd door die delen van de onderwand 7 van de bovenliggende plaat 4 die niet door een bovenwand 6 van de plaat waarin het kanaal 3 zich uitstrekt, worden ondersteund. Een ander deel van de kanalen 3 wordt aan zijn onderzijde begrensd door die delen van de bovenwand 6 van de onderliggende plaat 4, die niet als steun fungeren voor de onderwand van de plaat 4 waarin de kanalen 3 zich uitstrekken. Een ander verschil met de in figuur 4 afgebeelde stapeling is het feit dat de richting van de knik 9, 10 in de onder- en bovenvlakken 6, 7 naar buiten zijn gericht om de vereiste stabiliteit van de stapeling te verkrijgen; bij de in figuur 4 afgebeelde wijze van stapelen, is de knik 10 in het ondervlak 7 naar binnen gericht en is de knik 9 in het bovenvlak 6 naar buiten gericht.

In figuur 6 is een doorsnede afgebeeld van een profiel van een plaat 4, volgens een uitvoeringsvorm; dit betreft de structuur van de wanden, maar in het bijzonder de hellingshoek van de wanden van het kanaal 3. De verhouding tussen de hoogte en de breedte van het profiel is 2,5, hetgeen leidt tot een strekverhouding van 4,25, maar het eveneens mogelijk andere verhoudingen in het gebied tussen 2 en 3, of tussen 1 en 4 toe te passen. De verhouding tussen het breedste deel van het kanaal en het smalste deel bedraagt ongeveer 1,2, maar het is eveneens mogelijk gebruikt te maken van een andere verhouding groter dan 1, bijvoorbeeld tussen 1,1 en 1,4 of tussen 1, 05 en 1,5. De optimale verhouding tussen de hoogte tot de knik en de kanaalhoogte is 0,04, maar kan ook 0,03 of 0,05 etc. zijn zonder veel van het optimum af te wijken.

In figuur 7 is een doorsnede getoond van een mal 20, die wordt toegepast voor het aanbrengen van het profiel in de platen. De mal is daartoe voorzien van een aantal groeven 21, waarvan het profiel overeenkomt met het profiel van de in de plaat te vormen kanalen. De groeven zijn voorzien van naar de buitenzijde taps toelopende zijwanden 22 en van een door een knik 23 in twee delen 24a, 24b verdeelde kopwand 24. Tussen de groeven 21 zijn tussenvlakken 25 gevormd, die door een knik 26 zijn verdeeld in twee delen 24a, 24b. Alhoewel dit niet per se noodzakelijk is, zijn de groeven en tussenvlakken bij voorkeur symmetrisch uitgevoerd.

In figuur 8 is een doorsnede getoond van de mal 20 in combinatie met een contramal 30. De contramal 30 voorzien van langwerpige doorns 31 die tot in de groeven 21 van de mal 20 kunnen bewegen. De doorns 31 zijn voorzien van twee naar buiten toe taps toelopende zijwanden 32, die eindigen in een kopdeel dat van vier kopvlakken 33a, 33b, 33c en 33d is voorzien. Voorts is in tussenvlakken 34 tussen de doorns 31 een knik 35 aangebracht die de tussenvlakken 34 in twee gelijke delen 34a en 34b verdeelt.

Ter plaatse van de knik 35 is een ril 38 aangebracht die tijdens het thermovormen een verdunning in de folie aanbrengt. Doordat de zijwanden 32 van de doorns 31 en de zijwanden 22 van de groeven 21 in tegengestelde richting taps zijn, ontstaat, wanneer de doorns 31 tot in de groeven 21 zijn bewogen, ruimte tussen de groeven 21 en de doorns 31 die gebruikt wordt tijdens het thermovormen.

Zoals reeds is toegelicht, wordt tijdens het thermovormen gebruik gemaakt van een medium, zoals lucht. Voor toevoer en afvoer van lucht wordt gebruik gemaakt van in de mal 20, dan wel in de contramal 30 aangebrachte luchtkanalen. In de mal is in elk van de delen 27 tussen de groeven 21 een zich dwars op het hoofdvlak van de mal en van de te vormen plaat uitstrekkend hoofdluchtkanaal 28 aangebracht, dat voorzien is van een aantal zij luchtkanalen 29, die uitmonden in de zijwanden 22 van de groeven 21. In de contramal 30 is in elk van de dooms een zich dwars op het hoofdvlak van de mal uitstrekkend hoofdluchtkanaal 36 aangebracht, waarvan een aantal zij luchtkanalen 37 aftakt, die in de zijwanden 32 uitmonden. De hoofdluchtkanalen 28, 36 zijn elk verbonden met een niet in de tekening weergegeven pomp, die zowel overdruk als onderdruk kan leveren.

Vervolgens wordt de werking van de de mal 20 en de contramal 30 omvattende thermovorminrichting toegelicht. Aanvankelijk zijn de mal 20 en de contramal 30 van elkaar af bewogen en wordt de door externe verwarmingsmiddelen zoals infraroodstralers verwarmde, te vervormen plaat 4 tussen de mal 20 en de contramal 30 geplaatst. Door kanaal 28 en 29 wordt lucht weggezogen en door de onderdmk wordt de folie in de holte gezogen. Daarna wordt vanuit de in de contramal 30 aangebrachte zij luchtkanalen 37 lucht tegen de plaat 4 gevoerd. Hierdoor wordt de plaat 4 tegen de mal 20 aangedrukt, waarbij de plaat 4 door zijn hoge temperatuur vervormbaar is en de plaat de vorm aanneemt van de mal 20. Dit proces wordt bevorderd door de beweging van de contramal 30 naar de mal 20 toe waardoor de doorns 31 van de contramal 30 de plaat 4 verder tot in de groeven 21 dringt. Dit proces wordt voortgezet totdat de dooms 31 van de contramal 30 zich geheel tot in de groeven 21 uitstrekken en het uit de zij luchtkanalen 37 tredende lucht de plaat 4 tegen de wanden 22, 23 van de groeven 21 aan dringt en de plaat 4 de gewenste vorm bereikt.

Om de vorm van de plaat 4 te fixeren wordt het gehele samenstel van mal 20, plaat 4 en contramal 30 gekoeld door niet in de tekening weergegeven, in de mal 20 en de contramal 30 aanwezige, op zich bekende thermische kanalen, waarmede de mal en de contramal ook kunnen worden verwarmd.

Wanneer het koelproces is voltooid, wordt de contramal 30 weer van de mal 20 af bewogen en wordt de uit de zij luchtkanalen 29 in de mal 20 lucht geblazen dat de tijdens het proces gevormde zijwanden 5 van de in de platen 4 gevormde kanalen 3 naar elkaar toe drukt opdat de gevormde plaat 4 kan worden uitgenomen. Hierbij worden de wanden 4 en 5 tegen de doom 31 aangezogen door in het kanaal 36 heersende onderdmk, waarbij het naar elkaar toe bewegen van de zijwanden 4 en 5 wordt vergemakkelijkt door de knik 9 in de bovenwand 6.

Figuren 9 en 10 tonen de punt van de doorn 31 van de contramal 30, namelijk de viervoudige kopwand 33a, 33b, 33c en 33d daarvan, in combinatie met een deel van de vervormende plaat 4 tijdens het hierboven toegelichte proces. Hierbij toont figuur 9 de situatie waarin het doorn 31 de knik 9 van de bovenwand 6 tot in de knik 23 van de kopwand 24 van de groef 21 drukt en de ril 38 de bovenwand ter plaatse van de knik verdunt. Zichtbaar is hoe de twee kopvlakken 33b, 33c de in aanraking zijn met de uit de plaat 4 gevormde bovenwand 6 van het profiel. Bij de in figuur 10 weergegeven situatie trekt het doom 31 van de contramal 30 zich terug vanuit de groef 21. Hierbij zijn door de onderdruk in de zij luchtkanalen 29 in de mal 20 de zijwanden 5 van het kanaal 3 tegen het doorn 31 aangedrongen, waardoor de bovenwand 6 sterker knikt dan in de in figuur 9 weergegeven situatie, opdat de zijwanden 5, tezamen met de geknikte kopwand 6 gemakkelijk uit de groef 21 kunnen worden bewogen.

Claims (19)

1. Tegenstroom-warmtewisselaar, omvattende tegenstroomdeel en twee elk op een zijde van het tegenstroomdeel aansluitende koppelstukken, waarbij het tegenstroomdeel is voorzien van een aantal op elkaar gestapelde, zich onderling parallel uitstrekkende platen, - waarbij tenminste een deel van het aantal platen over tenminste een deel van hun oppervlak van profielen is voorzien, die zich tussen de platen uitstrekkende kanalen vormen en waarbij de aan weerszijden van een plaat aanwezige kanalen zich parallel uitstrekken; - waarbij elk van de platen aan één van zijn zijden grenst aan kanalen van de eerste soort en aan zijn andere zijde grenst aan kanalen van de tweede soort; en - waarbij op elkaar gestapelde naburige platen aan hun zich parallel aan de kanalen uitstrekkende randen onderling zijn verbonden, met het kenmerk, - dat alle platen van een profiel zijn voorzien en dat het profiel van elke plaat zich over het gehele oppervlak van het tegenstroomdeel van de warmtewisselaar uitstrekt, en - dat het in de platen aangebrachte, de kanalen vormende profiel in dwarsdoorsnede de vorm van een zich herhalend trapezium heeft.

2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hoogte van de kanalen groter is dan hun breedte.

3. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de hoeken tussen de tot een enkele plaat behorende wanden van de kanalen scherp zijn.

4. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de kanalen aan tenminste één van hun zich parallel aan het hoofdvlak van de plaat uitstrekkende wanden een knik hebben.

5. Warmtewisselaar volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de kanalen aan beide zich parallel aan het hoofdvlak van de plaat uitstrekkende wanden een knik hebben.

6. Warmtewisselaar volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het materiaal ter plaatse van de knik verdund is.

7. Warmtewisselaar volgens één van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de platen zijn gestapeld in een positie waarin de bovenwanden van de kanalen van direct boven elkaar liggende platen recht boven elkaar zijn gelegen.

8. Warmtewisselaar volgens één van de conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de platen zijn gestapeld met de onderwand van de kanalen van een bovenliggende plaat op de bovenwand van de kanalen van de onderliggende plaat.

9. Warmtewisselaar volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, - dat de platen zich aan een eerste met een component dwars op de lengterichting van de kanalen en een tegenover de eerste zijde gelegen tweede zijde van de warmtewisselaar tot buiten het tegenstroomdeel van de warmtewisselaar uitstrekken, - dat de zich aan de eerste, respectievelijk tweede zijde van het tegenstroomdeel van de warmtewisselaar uitstrekkende delen van de platen een eerste, respectievelijk tweede koppelstuk vormen; - dat het eerste koppelstuk is ingericht voor koppeling van een eerste extern kanaal met een eerste einde van de kanalen van de eerste soort en voor koppeling van een tweede extern kanaal met een eerste einde van de kanalen van de tweede soort, en - dat het tweede koppelstuk is ingericht voor koppeling van een derde extern kanaal met het tweede einde van de kanalen van de eerste soort en voor koppeling van een vierde extern kanaal met het tweede einde van de kanalen van de tweede soort.

10. Warmtewisselaar volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de platen zijn vervaardigd van een door middel van een thermovormproces vervormbare kunststoffen folie.

11. Werkwijze voor het vervaardigen van een warmtewisselaar, omvattende het door middel van een thermovormproces aanbrengen van profiel in kunststoffen folie, het stapelen van de aldus gevormde platen en het tenminste aan hun randen onderling verbinden van de gestapelde platen, met het kenmerk, dat de platen zonder tussenvoegen van vlakke platen op elkaar worden gestapeld.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de plaatdelen die na het thermovormen en het door afkoelen verstijven door vorm opsluiting zijn opgesloten in een bij het thermovormproces gebruikte mal, worden vervormd tijdens het verwijderen van de platen uit deze mallen door het inblazen van lucht vanuit in de mal aangebrachte openingen.

13. Werkwijze volgens conclusie 11, of 12, met het kenmerk, dat tijdens het thermovormproces de platen mede worden vervormd door een contramal die is voorzien van doorns die zich in de positie waarin de platen hun eindvorm hebben bereikt, tot in in de mal aangebrachte holten uitstrekken en dat tijdens het thermovormproces vanuit in de contramal aangebrachte openingen lucht wordt ingeblazen.

14. Inrichting voor het door middel van een thermovormproces vervaardigen van platen voor een warmtewisselaar, waarbij de inrichting omvat: - een mal, waarvan het profiel overeenkomt met het in de platen aan te brengen profiel; - een contramal omvat die voorzien is van doorns, die zijn ingericht om tijdens het thermovormproces zich tot in in de mal aangebrachte holten uitstrekken. - middelen voor het verwarmen, respectievelijk koelen van de platen; - toe- en afvoermiddelen voor het aan de mal toe-, respectievelijk afvoeren van de platen; en - drukmiddelen voor het tijdelijk aan de van de mal afgekeerde zijde van de plaat aanleggen van een luchtdruk die hoger is dan de aan de naar de mal toegekeerde zijde van de plaat heersende luchtdruk, met het kenmerk, dat bij de het dichtst bij de mal gelegen positie van de contramal, de doorns van de contramal zich uitstrekken tot in het diepste punt van de holten in de mal.

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de holten van de mal en de doorns van de contramal zijn ingericht voor het vormen van een verdunning van de folie ter plaatse van de knik.

16. Inrichting volgens conclusie 14 of 15, met het kenmerk, dat in de het dichtst bij de mal gelegen positie van de contramal, de mal en de contramal de plaat insluiten buiten de holten van de mal.

17. Inrichting volgens conclusie 14, 15 of 16, met het kenmerk, dat de drukmiddelen zijn ingericht voor het tijdelijk aan de van de mal afgekeerde zijde van de plaat aanleggen van een luchtdruk die lager is dan de aan de naar de mal toegekeerde zijde van de plaat heersende luchtdruk.

18. Inrichting volgens conclusie 14, 15 of 16, met het kenmerk, dat de drukmiddelen zijn voorzien van in de holten van de mal eindigende luchtkanalen die zijn verbonden met een luchtpomp en van in de holten van de contramal eindigende luchtkanalen die zijn verbonden met een luchtpomp.

19. Inrichting volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat in de het dichtst bij de mal gelegen positie van de contramal, zijdelings van de doorns van de contramal tussen deze doorns en de holten van de mal ruimte aanwezig is.