NL8005306A - Warmte-overdragende elementen. - Google Patents

Description

Λ -1- VO 0967

Warmte-overdragende elementen.

De uitvinding heeft betrekking op warmt e-o ver dragende elementen voor regeneratieve warmte-uitwis seling.

De uitvinding gaat uit van de bekende warmte-transport-buizen (heat-pipes), die als elementen voor zeer intensieve warmte-5 wisseling bekend zijn.

Deze warmt et ransportbui zen dragen warmte over uit een hete zone naar een koude zone langs indirekte weg met behulp van een medium, bijv. water, dat bij het hete einde van de buis verdampt en bij het koude einde daarvan condenseert.

10 Warmtetransportbuizen zijn stationaire, starre lichamen, die warmte uit een warmere naar een koudere ruimte transporteren.

In veel technische gevallen, in het bijzonder bij warmtewisselaars tussen gassen met een hoog gehalte aan stof of verontreinigde vloeistoffen, vormen zich op de buis oppervlakken van de bekende 15 warmte-transportbuizen korsten, die moeilijk verwijderbaar zijn.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van warmte-overdragende elementen, die een probleemloze en intensieve warmte-uitwisseling mogelijk maken, en waarvan de reiniging zonder dat hiervoor kostbare apparatuur nodig is, kan geschieden.

20 Volgens de uitvinding zijn hiertoe de elementen uitge voerd als starre, holle bollen of als holle veelvlakken, waarbij de vrije binnenruimte gedeeltelijk is gevuld met een warmtegeleidende vloeistof en damp van diezelfde vloeistof.

Uit warmtetechnische oogpunten is het in bepaalde gevallen 25 vereist de starre holle kogels volgens de uitvinding als elastisch element uit te voeren met in de binnenruimte aangebrachte verstijvings-elementen.

Verder kunnen de elementen volgens de uitvinding in een wervelbed, resp. in een statisch bed worden toegepast.

30 Anders dan de bekende warmte-transportbuizen zijn de ele menten volgens de uitvinding tijdens bedrijf in beweging, d.w.z., dat zij cyclisch transporteerbaar zijn tussen de warme en de koude zones.

In de verwarmingsruimte wordt warmte in de elementen opgeslagen door verhitting van de wand en de vloeistof daarbinnen, echter 35 ook de door verdamping van een deel van de vloeistof.

80 05 30 6 -2-

Na het transport van de elementen naar de koude ruimte wordt warmte afgegeven door afkoeling van de wand van de vloeistof en condensatie van de damp.

Het "belangrijkste voordeel van de uitvinding is dat de 5 elementen volgens de uitvinding makkelijk kunnen worden gereinigd, d.w.z. dat reiniging hij toepassing in een wervelbed automatisch geschiedt. De elementen volgens de uitvinding funktioneren op dezelfde wijze als warmte-transportbuizen en hebben tenminste vergelijkbare warmt e-overdracht swaarden.

10 Ter verduidelijking van de uitvinding zullen, onder ver wijzing naar de tekening, enige uitvoeringsvoorbeelden van de warnrte-overdragende elementen worden beschreven.

Figuur 1 toont het element volgens de uitvinding als holle bol; 15 figuur 2 toont het element als holle bol met een elas tische buitenomhulling bij lage temperatuur; figuur 3 toont het element volgens figuur 2 bij hoge temperatuur ; figuur h, 5 en 6 en 7 tonen verschillende opstellingen 20 van de elementen volgens de uitvinding in een Ljungstrom-warmtewisse-laar; figuur 8 toont de toepassing van de elementen volgens de uitvinding in een kolom-warmtewisselaar als wervelbed en figuur 9 toont de toepassing van de elementen in een 25 kolom-warmtewisselaar als statisch bed.

Het element volgens de uitvinding bestaat, zoals blijkt uit figuur 1, uit een holle bol 1, gevormd uit een wand 2 die vloeistof 3 bevat en damp ^ die uit de vloeistof is gevormd. Daarbij kan de vloeistof bestaan uit water, freon, alkoholen en dergelijke. De 30 wand 2 kan bij starre uitvoering van het element 1 bestaan uit metallisch of niet metallisch materiaal. Een bijzondere uitvoering van het element 1 volgens de uitvinding is afgeheeld in figuur 2 en 3. Daarbij bestaat de wand 2 uit een elastische omhulling 5 in de vorm van warmtebestendige rubber of kunststof. Opdat de afzonderlijke elasti-35 sche elementen bij meerdere lagen van de elementen boven elkaar, niet worden platgedrukt, zijn in de binnenruimte van de bolvormige elementen zoals weergegeven in figuur 2 en 3, verstijvingselementen 6 aangebracht.

80 0 5 30 6 -3-

Bij lagere temperaturen legt de elastische buitenomhnlling 5 zich. tegen het verstij vingselement 6 aan (figuur 2) en bij hogere temperaturen zet de buitenomhulling overeenkomstig uit (figuur 3l.

Figuur ii-6 tonen een rotor van een Lungstrom-warmtewisse-5 laar 7 met vertikale as 8. Bij figuur U bevinden de elementen 1 volgens de uitvinding zich boven conventionele opslagmassa’s 9 en bij figuur 5 daaronder. Figuur 6 toont een Lungström-warmtevisselaar zonder conventionele opslagmassa’s en uitsluitend met de elementen 1 volgens de uitvinding. Met 10 is de koude gasinlaat en met 11 de warmte gas-10 inlaat aangeduid. Afhankelijk ran de richting waarin de elementen 1 worden aangeblazen, vormt zich een statische laag of een wervelbed.

Het wervelbed vormt zich alleen dan wanneer de gasstroming vanaf de onderzijde in de warmtewisselaar wordt geleid.Wanneer bijv. de asr 8 van de rotor 7 horizontaal is opgesteld (figuur 7). en daarbij de ele-15 menten 1 als statische laag daarin aanwezig zijn, geschiedt de reiniging van de elementen door het rollen in de sektorruimte zonder dat extra energie nodig is voor een afblaasinrichting. Figuur 8 toont een kolom-warmtewisselaar met een wervelbed, waarbij het hete gas bij 12 wordt ingevoerd, de elementen 1 worden verhit en bij 13 het gas de 20 kolom weer verlaat. Het koude gas treedt bij l4 binnen en verlaat de kolom bij 15· De verhitte elementen dalen door een inrichting 16. naar het benedendeel van de kolom en worden via een niet verder weergegeven pneumatisch of mechanisch transportsysteem 17 naar het bovendeel van de kolom teruggebracht.

25 Figuur 9 toont een warmtewisselkolom met statische laag, waarbij de verhitte elementen 1 met behulp van bijv. een cellenrad-sluis 18 ladingsgewijze naar het benedendeel van de kolom worden gebracht, aldaar het koude gas verhitten en via het transportsysteem 17 naar het bovendeel van de kolom worden teruggevoerd.

30 80 0 5 30 6

Claims (3)

1. Warmte-overdragende elementen voor regeneratieve varmte-wisseling, met het kenmerk, dat de elementen (1] zijn uitgevoerd als starre holle hollen of als holle veelvlakken, vaartij de 5 vrije binnenruimte gedeeltelijk is gevuld met een varmtegeleidende vloeistof (3) alsmede damp {k) uit deze vloeistof.

2. Warmte-overdragende elementen volgens concluie 1, met het kenmerk, dat de holle bollen een elastische buitenomhulling (5) bezitten met in de binnenruimte aangebrachte verstijvingselementen 10 (6). .

3. Toepassing van de varmte-overdragende elementen volgens conclusie 1 en 2 als vervelbed en/of statische laag. 15 80 05 30 6