NL8002513A - Warmtewisselaar. - Google Patents

Description

I ’

803150/Ke/TH

Korte aanduiding: Warmtewisselaar

Door aanvraagster worden als uitvinders genoemd:

Alexandre Rojey en Georges Cohen

De toepassing van warmtewisselaars die goedkoop zijn en een groot oppervlak hebben is essentieel voor energiebesparing met een mogelijkheid van een grotere terugwinning van warmte.

De meest gebruikelijke warmtewisselaars hebben 5 buizen in een radiatormodel. Een van de fluïda die deelnemen aan de uitwisseling loopt door de buizen, het andere fluïdum loopt om de buizen in de radiator. Het uitwisselingsoppervlak per volumeeenheid, specifiek oppervlak genaamd, dat met dergelijke warmtewisselaars bereikt kan worden, is in het algemeen beperkt. Het is om vervaar-10 digingstechnische redenen moeilijkóm de middellijn van de buizen en de onderlinge afstand tussen de buizen een kleinere waarde te geven dan in de orde van 1 centimeter.

Het plaatwisselaars kunnen veel grotere specifieke uitwisselingsoppervlakken worden bereikt. Bij deze wisselaars stro-13 men de aan de uitwisseling deelnemende fluïda aan weerszijden van de verschillende platen, maar het specifieke oppervlak is ook beperkt doordat de onderlinge afstand tussen de platen niet te klein mag zijn.

Er zijn verder thermische wisselaars bekend die 20 bestaan uit een stapel geperforeerde bladen, die zo naast elkaar zijn geplaatst dat, doordat de perforaties boven elkaar liggen, kanalen ontstaan; door sommige van deze kanalen kan een betrekkelijk warm fluïdum stromen, en door andere een betrekkelijk koud fluïdum, waarbij de thermische overdracht tussen de kanalen plaats vindt door ge-25 leiding via het materiaal waaruit de bladen minstens gedeeltelijk bestaan.

Volgens de uitvinding wordt een nieuwe thermische wisselaar voorgesteld met een zeer groot specifiek oppervlak, die in hoofdzaak wordt gevormd: 30 - door een stapel bladen met gaten die zo zijn ge plaatst dat, door de onderlinge plaatsing van de gaten, doorlopende kanalen ontstaan die een aantal rijen vormen elk bestaande uit meerdere kanalen, waarbij door sommige van deze kanalen een betrekkelijk warm fluïdum kan stromen en door andere een betrekkelijk koud eon 2 5 13 - 2 — fluïdum, en waarbij ten minste een gedeelte van de genoemde bladen bestaat uit een materiaal dat onder gebruiksomstandigheden warmte· geleidend is, waarbij de thermische overdracht tussen de kanalen plaats vindt door geleiding via het warmtegeleidende materiaal 5 waaruit ten minste een gedeelte van de bladen bestaat, • alsmede, aan beide uiteinden, een systeem voor verdeling en verzameling van de fluïda, bestaande uit ten minste één verdeelplaat, en met (a) een reeks groeven die elk een aantal kanalen bedekken, waarbij de groeven aan een van hun uiteinden in 10 verbinding staan met een uitwendige leiding, en (b) doorgangen door de plaat aan weerszijden, en uitmondend aan de ene kant van de plaat bij de kanalen en aan de andere kant van de plaat bij een uitwendige leiding.

Be warmteuitwisselinrichting volgens de uitvinding 15 zal nu worden beschreven aan de hand van de tekening, waarin Fig. 1 tot Fig. 7 meer in het bijzonder betrekking hebben op de eigenlijke warmteuitwisselingszone, en Fig. 8 tot Fig. 10 meer in het bijzonder op de verdeel· en verzamelsystemen voor de fluïda die bij de uit· wisseling betrokken zijn.

20 Allereerst zal het eigenlijke warmtewisselingsge- bied worden beschreven aan de hand van Fig. 1 tot Fig. 7. Bij wijze van voorbeeld is een uitvoeringsvorm van de uitwisselingszone weer· gegeven in Fig. 1A en 1B.

In deze eerste uitvoering is elk van de bladen 25 waaruit de wisselaar bestaat voorzien van regelmatig verdeelde ronde openingen. Wanneer de van openingen voorziene bladen boven elkaar liggen ontstaan cilindrische kanalen zoals in verticale doorsnede weergegeven is in Fig. 1A. In Fig. 1A zijn 1a en 1b het eerste respectievelijk het tweede blad aangeduid van de stapel. Be door de 30 stapel bladen gevormde kanalen zijn aangeduid door 2a tot 2g. Wanneer men de thermische uitwisseling wil laten optreden tussen een warm fluïdum A en een koud fluïdum B laat men het warme fluïdum en het koude fluïdum door afzonderlijke groepen kanalen lopen, volgens de verdeling in Fig. 1B, zodat elk kanaal waardoorheen een van de 35 fluïda stroomt, naast minstens een kanaal ligt waardoor het andere fluïdum stroomt. Beze figuur toont het bovenaanzicht van de wisselaar volgens de pijlen A1-A2 in Fig. 1A. Fig. 1A toont de doorsnede volgens de pijlen B1-B2 in Fig. 1S.

Boor de kanalen kunnen het aan de uitwisseling 80 0 2 5 13 * 4 - 3 - deelnemende warme en het koude fluïdum of wel in mee-stroming .of wel in tegenstroming lopen, en het is mogelijk om aan de thermische uitwisseling meer dan twee fluïda te laten deelnemen, door de Ter· schillende aan de uitwisseling deelnemende fluïda door afzonderlijke 5 groepen kanalen te laten lopen.

Be asm de uitwisseling deelnemende fluïda bewegen dus in richtingen in hoofdzaak dwars op de bladen die met elkaar verbonden zijn.

Be van openingen voorziene bladen bestaan bij voor* 10 keur uit metaal; zij worden bij voorbeeld vervaardigd uit gewoon staal zoals staal A37 C NFA 36205 volgens de AFNOE-norm, uit roestvrij staal zoals staal Zé CN 18«10 volgens de AFN0E»norm, uit alu» minium, koper, monel, titaan, of een ander warmtegeleidend materiaal.

Vaaneer de warmteuitwisseling bij hoge temperatuur 15 wordt uitgevoerd kunnen de bladen/sfaan uit vuurvast, bijvoorbeeld ceramisch materiaal.

Be bladen kunnen worden vastgehouden en aan elkaar bevestigd met verschillende bekende technieken om een geschikte adhesie tussen de verschillende bladen uit het gekozen materiaal te 20 handhaven. Zij kunnen bij voorbeeld gelijmd met een vloeibare lijm zoals een epoxylijm, of warm ingegoten met behulp van een smeersel, of worden gesoldeerd.

In veel gevallen is het wenselijk om de wisselaar te kunnen demonteren, zodat hij kan worden schoongemaakt of eventueel 25 onderdelen kunnen worden vervangen. In dat geval worden de bladen niet met elkaar verbonden maar worden zij eenvoudig opgestapeld.

Vanneer er geen grote afdichting vereist is kan die afdichting tussen de kanalen verkregen worden door de stapel bladen eenvoudig te klemmen. Ter verbetering van de afdichting kun·· 30 nen tussen de bladen die zorgen voor de thermische geleiding geper· foreerde bladen worden geplaatst die een verbinding vormen en bestaan uit een meer vervormbaar materiaal, bij voorbeeld elastomeren van het synthetische rubbertype met butyl of nitril of een ethyleen propyleen, van het type Neoprene of Viton, Teflon of klingerite.

35 In het geval van een elastisch materiaal is de maat van de gaten bij voorkeur iets groter dan die van de gaten in de bladen die zorgen voor de warmtegeleiding. Bij voorbeeld in het geval van ronde gaten met een middellijn van 3 mm voor de metalen bladen kan men gaten met een middellijn van mm kiezen voor de tussenliggende 800 2 5 13 - 4 - bladen. Be zo verkregen uitvoering is weergegeven in Fig. 2, die laat zien hoe de tussenliggende bladen, die aangeduid zijn door de pijlen k en gezien vanaf de buitenzijde, geplaatst zijn tussen de bladen die zorgen voor de warmtegeleiding, aangeduid door de pijlen 5 3.

Het is mogelijk om de ronde gaten met een perio» dieke verdeling aan te brengen, waarvan het grondmotief vierkant is, zoals schematisch weergegeven in Fig. 3A, of driehoekig zoals sche-matisch weergegeven in Fig. 3B, waarbij deze grondmotieven zich re» 10 gelmatig herhalen zodat het geperforeerde gedeelte de bladen op ge» lijkmatige wijze bedekt.

Het is ook mogelijk om gaten met verschillende diameter af te wisselen, zodat de aan de uitwisseling deelnemende fluxda door kanalen lopen met verschillende diameter, om bij voorbeeld 15 een kleiner drukverval te krijgen voor het fluïdum dat loopt door de kanalen met de grootste diameter.

Het is ook mogelijk om gaten met verschillende vormen te maken, welke vorm bij voorbeeld rond kan zijn of vierkant of rechthoekig of hexagonaal. Men krijgt zo door opstapeling van de 20 bladen kanalen met een ronde, vierkante, rechthoekige of hexagonale dwarsdoorsnee. Fig. 3C en 3D laten voorbeelden zien van opstellingen die verkregen zijn met gaten van rechthoekige, respectievelijk hexagonale vorm. Het is mogelijk om op deze manier een zeer hoge perfo-ratieverhouding te verkrijgen. Zo krijgt men bij voorbeeld voor 25 vierkante gaten met een zijde van 8 mm, op onderlinge afstanden van 1 mm, een perforatieverhouding van 79#· Zo kunnen wisselaars worden gemaakt met een groot specifiek oppervlak die zeer licht zijn.

Het is ook mogelijk om elk van de gaten te voorzien van een reeks naar binnen gerichte ribben. In het geval van 30 ronde gaten kunnen deze ribben straalsgewijs lopen in de cirkel die wordt gevormd door de omtrek van het gat, zoals bij voorbeeld schematisch weergegeven in Fig. 3E.

Elk van deze ribben, bij voorbeeld de ribbe 8, wordt dan gekarakteriseerd door de hoogte en de hoek in het middel-35 punt van de stralen die de ribbe begrenzen. Als bij voorbeeld de cirkel 9 die wordt gevormd door de omtrek van het gat, wordt verdeeld in gelijke hoeksectoren, kunnen de ribben zo worden geplaatst dat zij op de andere sector innemen.

Door de ribben boven elkaar te plaatsen verkrijgt 8002513 - 5 - y * men kanalen die voorzien zijn van langsribben, en als de kanalen waarin de aan de warmteuitwisseling deelnemende warme en koude fluxda stromen dezelfde geometrische eigenschappen hebben* is het gebruikte uitwisselingsoppervlak practisch gelijkwaardig aan dat 5 wat verkregen kan worden met een wisselaar met buizen of met platen waarvan het warmteuitwisselingsoppervlak gelijk is aan het totale inwendige oppervlak van de kanalen waardoor een va* de fluxda stroomt·

Wanneer men als specifiek uitwisselingsoppervlak beschouwt dit inwendige oppervlak per volumeeenheid van de wisselaar, 10 is het specifieke oppervlak afhankelijk van de perforatieverhouding, de middellijn van de gaten, het aantal ribben per gat, en de hoogte van de ribben. Men verkrijgt bij voorbeeld voor een perforatiever» houding van 50$» gaten van 8 mm middellijn en met 18 ribben per 2 3 gat van 2 mm hoogte, een specifiek oppervlak van ongeveer 1200 Mm.

15 Het is ook mogelijk om ribben toe te passen in gaten die niet rond zijn.

De geperforeerde bladen waaruit de wisselaar be» staat kunnen verschillende vormen en afmetingen hebben. Zij kunnen bij voorbeeld rond zijn, of rechthoekig, of vierkant.

20 Wanneer de geperforeerde bladen op elkaar liggen kan de stapel bladen op verschillende manieren worden geplaatst.

Wanneer de bladen bij voorbeeld rond zijn is het mogelijk om telkesn wanneer een nieuw blad wordt neergelegd, dit over een constante hoek te verdraaien rondom een as die loopt door 25 het middelpunt van de cirkel die wordt bepaald door de stapel bladen, zodat een gedeeltelijke overlapping van de gaten wordt verkregen.

Zo ontstaan schroefvormige kanalen, waardoor het uitwisseloppervlak kan worden vergroot en waardoor met behulp van randen die uitsteken ter plaatse van elk gat een turbulentie kan worden verkregen die 30 gunstig is voor de warmteoverdracht.

Deze uitvoeringsvorm is schematisch weergegeven in Fig. kk en 4B. In Fig. is bij voorbeeld schematisch de uitvoering weergegeven die men kan verkrijgen voor een willekeurig kanaal, aan» geduid door de pijl 5i nis men voor een wisselaar die bestaat uit 35 n bladen, telkens wanneer er een nieuw blad wordt neergelegd, dit blad over een hoek van 360/n graden verplaatst. Fig. laat zien hoe de gaten ten opzichte van elkaar liggen wanneer er nieuw blad is aangebracht. Door de pijl 6 is het gat aangeduid dat overeenkomt met de uitgang van het kanaal 5 op het laatste blad van de stapel 800 2 5 13 - 6 - (het bovenste blad van de stapel)· De pijl 7 geeft de plaatst aan die het corresponderende gat inneemt in het voorlaatste blad van de stapel en laat dus de hoekverschuiving zien die tot stand gebracht wordt door de achtereenvolgende plaatsing van twee bladen· 5 Wanneer elk gat voorzien is van ribben is het met deze opstelling ook mogelijk om de ribben ten opzichte van elkaar te plaatsen telkens wanneer er een volgend blad wordt neergelegd, en om aldus het voordeel te behalen van een nog hoger specifiek uitwisseloppervlak.

10 Het is ook mogelijk om bladen af te wisselen waarvan de gaten verschillende vormen of verschillende afmetingen hebben of op verschillende manier zijn aangebracht, zodat ze ten opzichte van elkaar verschoven zijn op het moment van het opstapelen van de bladen.

15 Het is bij voorbeeld mogelijk om bladen op elkaar te leggen waarvan de gaten voorzien zijn van ribben die ten opzichte van elkaar verschoven zijn zoals schematisch weergegeven in Fig· 5A. De sectoren die openblijven tussen de ribben van een bepaald blad, en die in Fig. 5A zijn aangeduid door 20 t/m 28 maken het mogelijk 20 om de ribben van het zich daaronder in de stapel bevindende blad, in Fig. 5A aangeduid door 10 t/m 18, onbedekt te laten. De wisselaar bestaat zo uit twee typen bladen, die gekarakteriseerd worden door verschillende en afwisselende plaatsing van de ribben. Op deze manieer is elk door de opeenstapeling van de bladen gevormd kanaal 25 over het gehele inwendige oppervlak voorzien van ribben, waarbij elke ribbe geheel wordt omgeven door het fluïdum dat door het kanaal stroomt, waardoor het mogelijk is om een zeer hoog specifiek uitwisseloppervlak te verkrijgen en de warmteoverdrachtscoefficienten te vergroten van de fluïda die aan de uitwisseling deelnemen. Het aldus 30 verkregen specifieke uitwisseloppervlak is groter naar mate de bladen dunner zijn en de verhouding tussen de middellijn van de bladen en de dikte van de bladen wordt bij voorkeur groter gekozen dan 5.

Het is ook mogelijk om bladen waarvan de gaten niet voorzien zijn van ribben af te wisselen met bladen waarvan de 35 gaten wel voorzien zijn van ribben, of ook om afwisselend bladen te gebruiken waarvan de gaten voorzien zijn van ten opzichte van elkaar verschoven ribben met tussenplaatssing van bladen waarvan de gaten niet voorzien zijn van ribben.

Het is duidelijk dat volgens de uitvinding tal- 800 2 5 13 » 7 » > ♦ rijke combinaties kunnen worden toegepast waarin ribben worden ge» bruikt die verschillende vormen of verschillende afmetingen hebben of op verschillende manieren ten opzichte van elkaar zijn verplaatst.

Het is ook mogelijk om afwisselend bladen toe te 5 passen die voorzien zijn van gaten met verschillende afmetingen, zoals bij voorbeeld weergegeven in Fig. 5B voor het geval van ronde gaten. In dit geval wordt door 32 de omtrek aangeduid van een gat met grote middellijn dat zich bevindt boven op een gat met kleinere middellijn waarvan de omtrek wordt aangeduid met 31· Het kanaal dat 10 wordt verkregen door opstapeling van afwisselende bladen met gaten van kleine en van grote middellijn, waarbij de onderlinge afstand tussen de gaten constant gehouden wordt voor alle bladen, is dan voorzien van ronde ribben zoals in de schematische voorstelling van Fig. 5B wordt aangeduid door 30· 15 De bladen waaruit de wisselaar bestaat kunnen vol*· gens verschillende methoden worden geperforeerd: mechanisch, che» misch of elektrochemisch. Het maken van gaten in de bladen bij voor» beeld door uitstansen is gemakkelijker uitvoerbaar naar mate de bladen dunner zijn; deze techniek leent zich voor een vergaande 20 automatisering.

Wanneer de bladen waaruit de wisselaar bestaat onderling niet verbonden zijn maar eenvoudig op elkaar zijn gestapeld en vastgeklemd, kunnen de verschillende bekende manieren van inklem» men worden gebruikt. Hen kan deze klemming bij voorbeeld verkrijgen 25 met stangen die aan het uiteinde voorzien zijn van draad en met moe» ren, zoals schematisch weergegeven in Fig. 6A en és. In Fig. 6B, die de doorsnede toont volgens het vlak A1Q » A11, zijn deze draad» stangen aangeduid door de verwijzingscijfers 40, 41, 42 en 43·

Fig. 6A toont de doorsnede volgens het vlak B1Q» B11. Ook kunnen, 30 zoals schematisch weergegeven is in Fig. 7A en 7B, de bladen waaruit de wisselaar bestaat in een huis worden geplaatst, zoals bij voorbeeld het cilindrische huis 46 dat afgesloten wordt door een schroefstuk 45· Het onderdeel 47 is een vervormbaar onderdeel dat een veer vormt die geplaatst moet worden wanneer de bladen waaruit de wisselaar 35 bestaat en het huis onderworpen worden aan warmteuitzetting met een groot onderling verschil· Fig. 7B toont de doorsnede volgens het vlak A20 » A21, en Fig. 7A is de doorsnede volgens het vlak B20 « B21.

Ben bijzonder belangrijke eigenschap van de wisse» laar volgens de uitvinding bestaat in de verdeel- en verzamelsystemen 800 2 5 13 - 8 - voor de fluida die aan de uitwisseling deelnemen. De wisselaar volgens de uitvinding maakt het mogelijk om een zeer groot speci-fiek oppervlak te verkrijgen onder voorwaarde dat er een groot aantal kanalen aanwezig is. Het is essentieel dat men elk van de door 5 deze kansden lopende en aan de warmteuitwisseling deelnemende fluida op gelijkmatige wijze ksui verdelen en verzamelen en dat de drukver-liezen beperkt worden. Het is bijzonder belangrijk bij uitwisseling gas-gas.

Volgens de uitvinding kunnen de verdeel- en ver-10 zamelsystemen voor de aan de warmteuitwisseling deelnemende fluida, die aangebracht worden aan de beide uiteinden van het eigenlijke warmteuitwisselingsgebied, in het algemeen worden omschreven doordat zij bestaan uit ten minste een verdeelplaat met a. een reeks groeven die elk een aantal kanalen 15 bedekken, welke groeven aan een van de uiteinden in verbinding staan met een uitwendige leiding, en b. doorlaten die van de ene naar de andere kant door de plaat heen lopen en aan de ene zijde van de plaat uitkomen in de kanalen en aan de andere zijde van de plaat in een uitwendige 20 leiding.

Een dergelijke verdeelinrichting is speciaal van belang bij uitwisseling gas-gas. Bij dergelijke uitwisselingen moet het verdeel- en verzamelsysteem de aan- en afvoer mogelijk maken van de aan- de uitwisseling deelnemende fluida door leidingen die 25 een betrekkelijk grote dwarsdoorsnede hebben in verhouding tot de totale dwarsdoorsnede van de wisselaar, tenijl anderzijds het druk-verlies minimaal moet worden gemaakt.

Een speciale uitvoeringsvorm van het verdeel- en verzamelsysteem voor de fluida volgens de uitvinding is weergegeven 30 in Fig. 8a en 8B. Fig. 8B toont de doorsnede volgens het vlak kkO -A41, en Fig. 8A(door)de doorsnede volgens het vlak BkO - B41.

Het onderdeel 60 is een plaat die voorzien is van gaten waardoor de kanalen, waardoorheen een van de aan de uitwisseling deelnemende fluida loopt, in verbinding brengen met de kamer 35 62 die aangebracht is in het onderdeel 61, welke kamer in verbinding staat met de leiding 63. Het onderdeel 60 is gegroefd, waarbij de groeven de kanalen, waardoor het tweede aan de uitwisseling deelnemende fluïdum stroomt, in verbinding brengt met de kamer 6k in het onderdeel 60, welke kamer in verbinding staat met de leiding 73· 8002513 f - - 9 -

De aan de uitwisseling deelnemende fluïda kunnen zo binnenkomen of verdwijnen door de leidingen 63 en 75 en ze lopen door de bijbehorende kanalen. Dezelfde inrichting kan worden aangebracht aan het andere einde van de wisselaar.

3 Dezelfde uitvoering kan worden toegepast voor uitwisseling tussen meerdere fluida. Tussen het onderdeel 61 en het onderdeel 60 kan een tussenplaat worden aangebracht van eenzelfde type als de plaat 60, waarmee een deel van de kamer in verbinding gebracht kan worden met de kamer 62 en een ander deel van de kamer 10 met een kamer die aangebracht is in die tussenplaat en in verbinding staat met een derde uitwendige leiding.

Fig. 8a en 8B tonen slechts voorbeelden; het aantal, de afmetingen en de onderlinge plaatsing van de verschillende onderdelen en van de gaten en groeven kunnen uiteraard heel anders zijn.

13 Het is bij voorbeeld mogelijk om opstellingen toe te passen zoals in Fig. 8A en 8B weergegeven, met de rechthoekige platen en waarbij de gaten en groeven in verbinding worden gebracht met kamers die rechthoekig zijn, en niet meer rond. Het is ook mogelijk om deze opstellingen toe te passen bij voorbeeld met rechthoe-20 kige of hexagonale gaten. In het algemeen kan elke inrichting worden gebruikt waarmee kanalen, waarin een bepaald fluïdum loopt, in verbinding kunnen worden gebracht met de kamer die in verbinding staat met een toevoer- of afvoerleiding.

Een bijzonder belangrijke toepassing wordt gegeven 25 door de terugwinning van de warmte uit de uitlaatgassen van een oven of ketel door voorverwarming van lucht.

Een voorbeeld van de opstelling die in dat geval kan worden toegepast is weergegeven in Fig. 9A, 9B en 9C. Fig. 9B toont de doorsnede volgens het vak A50-A31 en Fig. 9A de doorsnede 30 volgens het vak B50-B51.

Het verdeelsysteem omvat, in het geval dat schematisch weergegeven is in Fig. 9A en 9B, twaalf platen aan beide uiteinden. De platen 71 tot 79 zijn enerzijds voorzien van perforaties die, doordat zij boven elkaar liggen, de mogelijkheid geven 35 om kanalen tot stand te brengen die in verbinding staan met de kanalen waardoor koude lucht stroomt die binnenkomt door de leiding 81. De spleten in de platen 71 tot 79 lopen door tot aan de rand van de toevoerzijde voor koude lucht en staan in verbinding met die lucht, die toegevoerd wordt door de leiding 81. Aan de andere kant 8002513 - 10 - houden de spleten op vóór de rand van de plaats zodat gezorgd wordt voor de afdichting van de wisselaar. De plaat 80 is voorzien van perforaties waarmee de uitlaatgassen rechtstreeks kunnen uitmonden in de schoorsteenleiding 82.

5 ie wisselaar is aan het andere einde voorzien van een inrichting die'symmetrisch is. De algemene opstelling is sche-matisch weergegeven in Fig. 9C. De uitlaatgassen die afkomstig zijn van het convectiegebied van de even F lopen rechtstreeks door de verticale kanalen van de verdeelzone 92, vervolgens door de kanalen 10 die overeenkomen met de doorgang van de rookgassen naar de uitwis·» selingszone 91, en ten slotte de kanalen in de verdeelzone 90.

De door de leiding 81 aankomende koude lucht wordt door de groeven in de verdeelzone 90 verdeeld, loopt door de bijbehorende kanalen in de uitwisselingszone 91, door de groeven in de 15 verdeelzone 92, en komt vervolgens naar buiten door de leiding 83 aan de zijde die afgekeerd is van de toevoerleiding 81. De plaat 80 heeft geen openingen boven de spleten in de plaat 79· Door de plaat 80 en de platen 71 tot79 op elkaar te plaatsen kunnen dus groeven worden verkregen waardoor zijdelings koude lucht wordt aangevoerd.

20 De verdeelzone 92 heeft, evenals de verdeelzone 90, kanalen die overeenkomen met de doorlaat van de rookgassen en groeven waardoor de voorverwarmde lucht zijdelings kan verdwijnen, welke groeven evenwel open zijn aan de kant die afgekeerd is van de toevoer van koude lucht, terwijl de groeven van de zone 90 open 25 moeten zijn aan de zijde van toevoer van de koude lucht.

Door gebruik te maken van koude lucht aan de kant die afgekeerd is van de toevoer is het mogelijk om het drukverval in evenwicht te brengen en op gelijkmatige wijze koude lucht over alle kanalen te verdelen.

30 Met de in Fig. 9A, 9B en 9C weergegeven opstelling kan het drukverlies voor de rookgassen maximaal worden verlaagd en kan de vervuiling worden beperkt terwijl dode zones worden voorkomen. Anderzijds is het daardoor makkelijk om de inrichting te onderhouden en schoon te houden. In het bijzonder is het mogelijk 35 om een voor het schoonmaken een brugstuk toe te passen zoals schematisch door 93 in Fig. 9A aangeduid, waarmee men in tijden van stilstand en onderhoud periodiek waterstralen kan spuiten door de kanalen waardoorheen de uitlaatgassen stromen.

Ook is het ter vermindering van vervuiling moge- im 8002513 - 11 - om lucht te blazen die door de wisselaar stroomt met een hogere' druk dan die van de uitlaatgassen, en om tussen de platen een ge* ringe luchtlek toe te laten, eventueel met toepassing van voor dit doel beste^mde groeven in de platen, zodat van de wanden deeltjs 5 worden verdreven die de neiging zouden hebben om zich daarop af te zetten.

Een ander voorbeeld van de verdeel» en verzamel» inrichting is weergegeven in Fig. 10A en 10B. Fig. 10B toont de doorsnede volgens het vak A6O-A6I, en Fig. 10A de doorsnede volgens 10 het vak B6O-B61.

Een dergelijke inrichting kan speciaal worden toegepast voor uitwisseling lucht-lucht en in het bijzonder in het geval van een ventilatie, om te zorgen voor de terugwinning van warmte uit de lucht die afgevoerd wordt uit een geventileerd ver» 15 trek.

Een eerste fluïdum dat aan de uitwisseling deel neemt wordt aangevoerd door de leiding 100. Het wordt verdeeld door de inrichting die bestaat uit de platen 101 tot 105. De plaat 101 is, zoals Fig. 10B toont, voorzien van een reeks spleten waardoor 20 het door de leiding 100 aankomende fluïdum in verbinding wordt ge» bracht met de bijbehorende kanalen; deze spleten zijn verlengd met groeven waarmee het door de leiding 100 aankomende fluïdum kan worden verdeeld over*de kanalen die zich bevinden tegenover de leiding 110 voor de afvoer van het tweede aan de uitwisseling deelnemende fluïdum, 25 waarbij deze kanalen voor het tweede fluïdum zijn geïsoleerd.

De andere platen in de verdeelzone zijn afwisselend voorzien van spleten en van perforaties. De van perforaties voorziene platen hebben enerzijds een verbetering ten doel van de verdeling van de fluïda over de verschillende kanalen en een vergroting van het 30 uitwisseloppervlak in de verdeelzone.

De plaat 100 is anderzijds voorzien van een reeks spleten waardoor het door de leiding 110 afgevoerde fluïdum in verbinding wordt gebracht met de bijbehorende kanalen. Deze spleten zetten zich voort in groeven waarmee het fluïdum kan worden verza-35 meld dat afgevoerd wordt door de leiding 110 in de kanalen die zich bevinden tegenover de leiding 100.

Elk van deze fluïda loopt door het middelste gedeelte van de wisselaar in de daarmee overeenkomende rijen kanalen.

Het door de leiding 100 aankomende fluïdum wordt afgevoerd door de 800 2 5 13 - 12 - leiding 120, en het door de leiding 110 afgevoerde fluïdum wordt aangevoerd door de leiding 121· Het door de platen 131 tot 135 ge-vormde verdeelsysteem is symmetrisch ten opzichte van het door de platen 101 tot 105 gevormde systeem.

5 De wisselaar volgens de uitvinding kan met zeer verschillende afmetingen worden gerealiseerd, bij voorbeeld lopend van een tiental centimeters tot meerdere meters. De bladen waaruit de wisselaar bestaat hebben een dikte die bij voorbeeld ligt tussen 50^um en 5 mm. De afmetingen van de gaten, gedefinieerd als de 10 grootste afstand tussen twee punten die zich bevinden op de omtrek van een gat, liggen bij voorbeeld tussen 0,5 en 50 rara, en de per-foratieverhouding ligt bij voorbeeld tussen b0% en 95%· 8002513

Claims (13)

1. Warmteuitwisselinrichting, gekenmerkt doordat deze opgebouwd is uit een stapel van gaten voorziene bladen die zo zijn aangebracht dat, door opeenstapeling van de gaten, door·· 5 lopende kanalen worden verkregen die een aantal rijen vormen die elk bestaan uit een aantal kanalen, waarbij door sommige van deze kanalen een betrekkelijk warm fluïdum kan stromen en door andere een betrekkelijk koud fluïdum, waarbij ten minste een deel van de bladen bestaat uit een in de gebruiksomstandigheden warmtegeleidend <10 materiaal, waarbij de warmteoverdracht tussen de kanalen wordt ver» kregen door geleiding via dit warmtegeleidende materiaal waaruit ten minste een deel van de bladen bestaat, welke inrichting aan beide uiteinden voorzien is van een verdeelsysteem dat bestaat uit ten minste lén verdeelplaat, en met (a) een reeks groeven die elk een <15 aantal kanalen bedekken, welke groeven aan een van de uiteinden in verbinding staan met een uitwendige leiding, en (b) doorlaten die van de ene naar de andere zijde door de platen lopen en aan de ene kant van de plaat uitmonden bij de kanalen en «en de andere kan van de plaat bij een uitwendige leiding.

2. Inrichting volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat de stapel bladen uitsluitend door klemming op zijn plaats wordt gehouden.

3· Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat de met de elkaar verbonden geperforeerde bladen 25 geplaatst zijn tussen bladen die zorgen voor warmtegeleiding. 4-· Inrichting volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat de geperforeerde bladen die zorgen voor de warmte· geleiding onderling verbonden worden gehouden door een materiaal dat zorgt voor onderlinge adhesie. 30 5· Inrichting volgens een der conclusie 1 tot 4, met het kenmerk, dat de gaten in de bladen van de wisse· laar rond zijn.

6. Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 5» met het kenmerk, dat ten minste een deel van de gaten 35 in de bladen van de wisselaar voorzien is van ribben bestaande uit een reeks massieve sectoren die bestaan uit hetzelfde materiaal als de bladen van de wisselaar, afgewisseld met uitgespaarde sectoren binnen de uitwendige omlxek van elk van de perforaties, en waardoor het contactoppervlak van de omtrek met de a»n de uitwisseling deel· 8002513 « 1½ » nemende flaïda wordt vergroot.

7. Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat elk blad over een hoek om een as loodrecht op de bladen is verdraaid ten opzichte van het vooraf 5 gaande blad, zodat een gedeeltelijke overlapping van de gaten wordt verkregen.

8. Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 7* met het kenmerk, dat afwisselend bladen aanwezig zijn met gaten van verschillende geometrie. 10 9* Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 8, met het kenmerk, dat deze voorzien is van geperforeerde bladen die voorzien zijn van ribben die op afwisselende wijze zijn geplaatst.

10. Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 8, 15 met het kenmerk, dat deze afwisselend bladen heeft waar* van de gaten zijn voorzien van ribben en bladen waarvan de gaten geen ribben hebbem.

11. Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 10, met het kenmerk, dat déze aan beide uiteinden voorzien 20 is van een verdeelsysteem dat bestaat uit meerdere bladen met per» foraties die door stapeling kanalen vormen waardoor een eerste aan de uitwisseling deelnemende fluïdum in verbinding wordt gebracht met de bijbehorende kanalen van de wisselaar, en met spleten, alsmede met ten minste één blad aan elk uiteinde dat afgesloten is ten op» 25 zichte van de genoemde spleten en van gaten voorzien is ten opzichte van de kanalen, waarbij het geheel dat wordt gevormd door dit blad en de andere bladen van het verdeelsysteem groeven vormt waardoor een tweede aan de uitwisseling deelnemend fluïdum in verbinding wordt gebracht met de bijbehorende kanalen van de wisselaar.

12. Inrichting volgens conclusie 11, waarin het eerste aan de uitwisseling deelnemende fluïdum, gevormd door de uitlaat·· gassen van de oven, rechtstreeks door de kanalen van de twee ver» deelsystemen gaat, en waarin het tweede aan de uitwisseling deel» nemende fluïdum, gevormd door koude lucht, aangevoerd wordt door de 35 groeven van het Verdeelsysteem dat geplaatst is aan de voor dit fluïdum aanwezige ingangszijde en verdwijnt door de groeven van het verdeelsysteem dat geplaatst is aan de voor dit fluïdum bestemde uitgangszijde, waarbij de groeven van de verdeelsystemen open zijn aan tegenover eelkaar liggende zijden van de wisselaar. 8002513 “ 15 “

13· Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 12, waarin de kanalen waardoor ten minste een van de aan de uitwisse·» ling deelnemende fluïda periodiek worden gereinigd met behulp van een sproeibrugstuk. 5 1k. Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 13» met het kenmerk, dat deze aan één einde voorzien is van een eerste verdeelsysteem dat bestaat uit meerdere bladen, met een eerste reeks spleten waardoor een eerste aan de uitwisseling deel»· nemend fluïdum in verbinding wordt gebracht met de bijbehorende 10 kanalen, en een tweede reeks spleten waardoor een tweede aan de uitwisseling deelnemend fluïdum in verbinding wordt gebracht met de bijbehorende kanalen, en ten minste een blad dat gesloten is ten opzichte van de eerste reeks spleten en geopend ten opzichte van de tweede reeks spleten aan de halve doorsnede die overeen·· 15 komt met de doorlaat voor het tweede fluïdum, alsmede open ten opzichte van de eerste reeks spleten en gesloten ten opzichte van de tweede reeks spleten aan de halve doorsnede die overeenkomt met de doorlaat van het eerste fluïdum, waarbij het/§a^ee^ wordt gevormd door het genoemde blad en de andere bladen van het verdeelsysteem 20 groeven vormt aan elk van de halve doorsnede, en aan het andere einde een tweede, analoog verdeelsysteem, waarbij de halve doorsnede van het tweede verdeelsysteem dat ligt tegenover de halve doorsnede die in verbinding staat met het eerste fluïdum, in verbinding staat met het tweede fluïdum en de halve doorsnede van het tweede 25 verdeelsysteem, liggend tegenover de halve doorsnede die in ver·» binding staat met het tweede fluïdum, in verbinding staat met het eerste fluïdum·

15· Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 1k, met het kenmerk, dat het verdeelsysteem ten minste ge·· 30 deeltelijk bestaat uit bladen die uitsluitend geperforeerd zijn, waarbij elk van deze geperforeerde bladen geplaatst is tussen de twee bladen die tegelijk voorzien zijn van spleten en perforaties.

16. Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 15, met het kenmerk, dat de bladen waaruit de wisselaar be·· 35 staat een dikte hebben die ligt tussen 50 /Um en 5 mm. 17* Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 16, met het kenmerk, dat de grootste onderlinge afstand tussen twee punten die zich bednden aan de omtrek van een gat ligt tussen 0,5 en 50 mm· 800 25 13 «* 16 -

18. Inrichting volgens een der conclusies 1 tot 17, met het kenmerk, dat de perforatieverhouding van elk van de bladen van de wisselaar ligt tussen 40# en 95%· 800 2 5 13