NL8200006A

NL8200006A - Werkwijze voor het vervaardigen van een warmtewisselaar en zo vervaardigde warmtewisselaar.

Info

Publication number: NL8200006A
Application number: NL8200006A
Authority: NL
Original assignee: Marc Dagues
Priority date: 1981-01-05
Filing date: 1982-01-04
Publication date: 1982-08-02
Also published as: FR2497567B1; GB2092691A; DE3200046A1; FR2497567A1

Description

-....... ..... -- " · - "* ....... ' * ·· 1 ·4 -1~ 22310/CV/tl

Korte Aanduiding: Werkwijze voor het vervaardigen van een warmtewisse laar en zo vervaardigde warmtewisselaar.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vervaardi-5 ging van een warmtewisselaar en ep een daaruit resulterende warmtewisselaar.

Warmtewisselaars met bundels parallel^ pijpen omvatten in het algemeen twee evenwijdige platen,die zijn geperforeerd met op doelmatige wijze verdeelde gaten en een bundel van evenwijdige pijpen brengt ieder 10 gat van een van de platen in verbinding met een gat van de andere plaat. Een van de twee aan de warmteuitwisseling deelnemende fluida circuleert door het inwendige van de verschillende pijpen,terwijl het andere fluïdum langs het uitwendige daarvan beweegt.

• Indien men een dergelijke warmtewisselaar wenst te. gebruiken om 15 warmte terug te winnen,welke af komt van corrosieve fluida's.bijvoorbeeld de dampen van de ontwatering van organische materialen,zoals van luzerne moeten de uitwisseloppervlakken aanzienlijk zijn en indien de platen en de pijpenbundel uit roestvrij staal zijn van een zodanige kwaliteit, dat zij weerstand kunen bieden aan de aggressieve inwerking van de gas-20 sen zijn het gewicht en de fabrikage kosten niet te betalen en is de terugwinning van caloriËn niet rendabel.

Om aan dit nadeel tegemoet te komen heeft men reeds overwogen warmtewisselaars te vervaardigen waarin de evenwijdige pijpen zijn vervaardigd uit een tegen corrosie bestendig kunststof materiaal.Derge-25 lijke warmtewisselaars zijn bijvoorbeeld beschreven in de Franse octrooien 2.229.032 en 2.353.035. De toepassing van uit kunststof vervaardigde buizen heeft echter een probleem met betrekking tot de bevestiging van hun uiteinden aan de van gaten voorziene platen. Om deze bevestigingen tot stand te brengen heeft men tot nu toe gecompliceerde en lastige in-30 richtingen gebruikt ,welke in vele gevallen meerdere bewerkte stukken omvatten.

Met de huidige uitvinding wordt beoogd aan dit nadeel tegemoet te komen door te voorzien in een bijzonder eenvoudige bevestigingswerk-wijze welke het mogelijk maakt om een warmtewisselaar te verkrijgen 35 tegen een zeer lage vervaardigingsprijs.

Dientengevolge wordt deze fabricagewerkwijze voor een warmtewisselaar met een bundel evenwijdige pijpen uit kunststofmateriaal,waarvan .......-·*-*£ ......... ... - ' " ’* ' .-- -. ,· _ "2" 22310/CV/tl de uiteinden in ingrijping zijn in gaten ,die zijn aangebracht in twee evenwijdige geperforeerde platen gekenmerkt doordat men eerst in het uiteinde van ieder van dé buizen,die bestemd zijn om te worden bevestigd aan een van g£en voorziene plaat een buisvormig inzetstuk inbrengt , 5 welk inzetstuk vervaardigd is uit een materiaal,dat bestendig is tegen de inwerking van het fluidum dat daardoorheen stroomt en dat een uitwendige diameter heeft,welke althans nagenoeg overeenkomt met de inwendige diameter van de buis,waarop men het uiteinde van de uit kunststof vervaardigde buis,dat het inzetstuk bevat, in het gat plaatst waarvan de 10 diameter althans nagenoeg met die van de buis overeenkomt en men' vervolgens mechanisch het inzetstuk in het inwendige van de buis vervormt zodanig dat de diametrale uitzetting daarvan wordt bewerkstelligd en dientengevolge het vervormen en het vastklemmen van de wand van de buis tussen het uitgezette inzetstuk en het zijdelingse oppervlak van het gat.

15 Volgens een verder kenmerk van de uitvinding verwijdt men het uitwendige uiteinde van het inzetstuk naar buiten zodanig,dat aanvullend een vastzetting van het uiteinde van het inzetstuk en van de uit kunststof bestaande buis tot stand wordt gebracht.

De werkwijze volgens de uitvinding geeft het voordeel dat de be-20 vestiging van het uiteinde van de buis zeer snel en zeer eenvoudig kan plaatsvinden en dat dit gelijktijdig voor meerdere buizen kan worden uitgevoerd hetgeen een aanzienlijke daling van de vervaardigingsprijs van de verkregen warmtewisselaar met zich meebrengt.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand 25 van enige in bijgaande figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden van de constructie volgens de uitvinding.

Fig. 1 toont schematisch een doorsnede over een warmtewisselaar volgens de uitvinding voorzien van een bundel evenwijdige pijpen.

Fig. 2 en 3 tonen op grotere schaaf^Soorsnede waarbij een beves-30 tigingswijze voor het uiteinde van een buis aan een dwarsplaat is weergegeven,resp . voor en na de diametrale uitzetting van het inzetstuk.

Fig. 4 en 5 , 6 en 7, 8 en 9 tonen doorsneden over verdere varianten van oetreiigingswijzen voor het uiteinde van de buis,resp. voor en na de diametrale uitzetting Tan het inwendige inzetstuk.

35 Fig.10,11, 12 en 13 zijn doorsneden over diverse uitvoeringsvor men van het inzetstuk,dat kan worden gebruikt voor de bevestiging van de 8200006 _ _ -3- 22310/CV/tl buizen.

De warmtewisselaar volgens de uitvinding waarvan een mogelijke uitvoeringsvorm in fig.1 is weergegeven omvat een viertal overeenkomstige delen 1,2 ,3 en 4,die ieder een bovenplaat 5 en een onderplaat 6 5 omvatten,welke platen zijn voorzien van verticaal in lijn met elkaar gelegen gaten. De gaten zijn twee aan twee met elkaar verbonden door verticale buizen 7,die zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken en die zijn vervaardigd uit een kunststof materiaal,dat bestendig is tegen corrosie, bijvoorbeeld uit getrokken polyethyleen.

10 De warmteuiwsisseling vindt plaats tussen twee fluida's,die resp. bewegen door het inwendige van de buizen 7 en langs het uitwendige daarvan en volgens de met pijlen aangeduide banen.

Om de boven en ondereinden van de uit kunststof materiaal vervaardigde buizen 7 resp. aan de bovenplaat 5 en de onderplaat 6 te beves-15 tigen gebruikt men cilindrische of een weinig conisch verlopende in-zetstukken,waarvan de uitwendige diameter althans nagenoeg overeenkomt met de inwendige diameter van de buizen 7. In de fig.10 - 13 zijn als mogelijke voorbeelden enige inzetstukken weergegeven ,die kunnen worden gebruikt voor de bevestiging van de buizen 7,namelijk een cilindrisch 20 inzetstuk 8 (fig.10), een enigszins conisch gevormd inzetstuk 9 (fig.11), een cilindrisch inzetstuk 10 met een ringvormige dwars naar buiten verlopende rand 11 aan een van de uiteinden (fig.12), en een enigszins conisch uitgevoerd inzetstuk 12 met een ringvormige dwars verlopende zich naar buiten uitstrekkende rand 13,welke bij het uiteinde met de 25 grootste diameter is aangebracht (fig.13).

De hieronder volgende beschrijving is gemaakt met betrekking tot het gebruikmaken van het cilindrische inzetstuk 8 zonder rand of kraag, maar het zal duidelijk ziji,dat deze eveneens geldt voor de andere typen inzetstukken.

30 In de in fig.2 en 3 weergegeven wijze van bevestiging is de boven plaat 5 voorzien van een gat 14 waarvan de diameter overeenkomt met de uitwendige diameter van de buis 7 en waarin het bovenste uiteinde van de buis ,waarin het cilindrische inzetstuk 8 is gelegen,is ingestoken. De uitwendige rand van het inzetstuk 8 is in een vlak gelegen met de buiten-35 rand van de buis 7. Het uiteinde van de buis 7 en het inzetsftik 8 kunnen een weinig boven de plaat 5 uit steken, zoals is weergegeven in de fig,2 en 8200006 “4“ 22310/CV/tl 3 of kunnen in een vlak zijn gelegen met het bovenvlak van de plaat 5.

Indien eenmaal de buis 7 en het daarin gelegen inzetstuk 8 in in-grijping zijn gebracht in het gat 14,zoals hierboven omschreven,gaat men om een stevige verbinding van de buis 7 met de plaat 5 te waarbor-5 gen,over tot een diametrale uitzetting van het inzetstuk 8,zoals in fig.3 is weergegeven. De uitzetting van het inzetstuk 8 bewerkstellig*1 zodoende een samendrukken van de uit kunststof materiaal bestaande laag, welke is gelegen tussen dit inzetstuk en de rand van het gat 14. Deze samendrukking waarborgt het vasthouden van het boveneinde van de buis 7. 10 Dit vasthouden kan nog worden versterkt indien het inzetstuk 8 en de buis 7 buiten de plaat 5 uitsteken waarbij het bovenste uiteinde van het inzetstuk 8 kan worden verwijd over het uitwendige gedeelte 8a. Deze verwijde of de vorm van een afgeknotte kegel met naar het inwendige van de buis 7 gerihte punt vormgeving heeft tot effect,dat het bovenste 15 gedeelte 7a van de buis 7 naar buiten wordt afgebogen en zodoende een de vorm van een afgeknotte kegel bezittende kraag vormt. De vastzetting van het buitenste uiteinde 8a van het inzetstuk 8 draagt eveneens bij tot het versterken van de vastzetting van de buis 7 in het gat 14 van de plaat 5.

20 De in de fig.2 en 3 weergegeven wijze voor de bevestiging is in het bijzonder doelmatig voor al die gevallen,waar de plaat 5 dun of dik is en het gebruiksgebied dat van lage temperaturen is.

De fig.4 en 5 tonen een wijze voor de bevestiging van de buis 7 in een gat 15 van een verhoudingsgewijs dunne plaat 5,waarbij > het gat 25 wordt begrensd door een naar beneden gebogen cilindrische rand 5a. De bevestiging van het boveneinde van de buis 7 is ,zoals in het voorgaande geval, tot stand gebracht door de diametrale uitzetting van het inzetstuk 8 in de omgeving van de rand 5 en de verwijding van het buitenste titein-de 8a van het inzetstuk 8. Hierdoor vormt het bovenste uiteinde 7a van de 30 buis 7 een de vorm van een afgeknotte kegel bezittende verwijde kraag, welke is •vastgeklemd tussen het verwijde uiteinde 8a van let inzetstuk 8 en het afgeronde gedeelte 5b met behulp waarvan de rand 5a zich aansluit op de rest van de plaat 5.

De bevestigingswijze welke is beschreven onder verwijzing naar 35 de fig. 4 en 5 is in het bijzonder doelmatig voor al die gevallen waar er belangrijke thermische spanningen optreden. De fig.6 en 7 tonen een 8200006 “5- 22310/CV/tl bevestigingswijze,welke kan worden gebruikt in het geval waar de plaat 5 een grote dikte heeft. In dat geval bezit ieder gat 16 van de plaat 5 in zijn zijwand althans een ringvormige groef 17 welke bijvoorbeeld in dwarsdoorsnede V-vormig is. De bevestiging van het bovenste uiteinde van 5 de buis 7 wordt zoals in de voorgaande uitvoeringsvoorbeelden tot stand gebracht door diametrale uitzetting van het inzetstuk 8 en verder onder het op het zijvlak van dit inzetstuk 8 ter hoogte van de groef 17 vormen van een ringvormige verdikking 18,welke het kunststof materiaal in de inkeping 17 perst. De verankering van de buis 7 aan de plaat 5 is zodoen-10 de in aanzienlijke mate versterkt en deze wijze van bevestiging is in het bijzonder doelmatig voor al die gevallen waar er hygiënische en mechanische eisen worden gesteld.

In de in de fig.8 en 9 weergegeven wijze van bevestiging is de een zeer grote dikte bezittende plaat voorzien van een gat 19 in de zij-15 wand waarvan meerdere ringvormige dwarsgroeven zijn gevormd,welke groeven bijvoorbeeld in dwarsdoorsnede V-vormig zijn. De diametrale uitzetting van het inzetstuk 8 bewerkstelligt daar nog een wegpersen van het kunststof materiaal in de groeven 20 en een stevige verankering van de buis 7 in de plaat 5.

20 De platen 5 en 6 in de gaten waarvan de uiteinden van de buizen 7 zijn bevestigd kunnen uit verschillende materialen zijn vervaardigd afhankelijk van de te verwerken producten,bijvoorbeeld uit staal, roestvrij staal, tythaan, staal bedekt met een beschermingslaag voor het tegengaan van corrosie enz. Op soortgelijke wijze kunnen de inzet-25 stukken 8,9, 10,12 uit een willekeurig materiaal zijn vervaardigd,dat de vereiste kenmerken bezit met betrekking tot mechanische weerstand en de beoogde vervorming ,zoals bijvoorbeeld messing, koper,aluminium, staal,roestvrij staal, titaan..,enzovoorts. De lengte van de inzetstuk-ken is variabel afhankelijk van de mechanische spanningen waaraan de 30 pijpen worden onderworpen.

8200006

Claims

1. Werkwijze voor de vervaardiging van een warmtewisselaar met althans een bundel zich evenwijdig aan elkaar uitstrekkende pijpen,die uit kunststof materiaal zijn vervaardigd en waarvan de uiteinden in ingrijping zijn in gaten van een tweetal evenwijdige van gaten voorziene platen,aet het 5 kenmerk,dat men eerst in het uiteinde van ieder van de buizen (7),die bestemd zijn om te worden bevestigd aan een van gaten voorziene plaat (5,6) «en buisvormig inzetstuk (8) uit een tegen inwerking van het daardoorheen stromend fluïdum bestendig materiaal en met een uitwendige diameter althanS' nagenoeg overeenkomend met de inwendige diameter van de 10 buis, inbrengt,vervolgens het uiteinde van de uit kunststof bestaande buis (7) dat het genoemde inzetstuk (8) bevat, inbrengt in het gat (14, 15,17,19),waarvan de diameter althans nagenoeg overeenkomt met die van de buis ,en men ten slotte het inzetstuk (8) mechanisch vervormt in het inwendige van de buis (7) zodanig dat een diametrale uitzetting daarvan 15 wordt bewerkstelligd en dientengevolge een samendrukken en vastklemmen van de wand van de buis (7) tussen het uitgezette inzetstuk en het zijdelingse oppervlak van het gat (14,15,17,19).

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk,dat men het uitwendige uiteinde (8a) van het inzetstuk (8) naar buiten verwijdt ten 20 einde aanvullend een vastzetting van het uiteinde vaahet inzetstuk (8) en van het uiteinde (7a) van de uit kunststof bestaande pijp (7) te bewerkstelligen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2,met het kenmerk,dat men eerst in de verhoudingsgewijs dunne plaat (5) e.en gat (15) vormt,dat wordt be- 25 grensd door een cilindrische omgebogen rand (5a),welke op de rest van de plaat aansluit via een afgerond" deel (5b) en men het uiteinde (8a) van het inzetstuk en het uiteinde (7a) van de buis op dit afgeronde deel (5b) vastklemt.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1 en 2 ,met het 30 kenmerk,dat men eerst in de een verhoudingsewijs grote dflte bezittende plaat (5) een gat (16) vormt,welk gat in zijn zijwand is voorzien van althans een ringvormige groef (17),terwijl men verder op het zijdelingse oppervlak van het inzetstuk (8) ter hoogte van de groef (17) tijdens de diametrale uitzetting van het inzetstuk (8) een ringvormige verdikking 35 (18) vormt,welke kunststof materiaal in de groef (17) perst.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1 en 2,met het 8200006 ' *. ζ' -7- 22310/CV/tl kenmerkjdat men eerst in de een verhoudingsgewijs grote dikte (5) bezittende plaat een gat (19) vormt in de zijwand waarvan meerdere ringvormige dwarsgroeven (20) zijn gevormd.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies,met het kenmerk, 5 dat men een cilindrisch inzetstuk (8,10) gebruikt.

7. Werkwijze volgens conclusie 6,met het kenmerk,dat het cilindrische inzetstuk (10) is voorzien van een ringvormige naar buiten gerichte dwarsrand (11) aan een van zijn uiteinden.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1- 5, met het 10 kenmerk,dat men gebruik maakt van een inzetstuk (9,12),dat althans enigszins conisch verloopt.

9. Werkwijze volgens conclusie 8,met het kenmerk,dat het enigszins conisch verlopende inzetstuk (12) is voorzien van een ringvormige naar buiten gerichte dwarsrand (13) bij het uiteinde van het inzetstuk met ^ de grootste diameter.

10. Warmtewisselaar met althans een bundel evenwijdige pijpen uit kunststof materiaal verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1-9. 8200006