NL8301019A - Warmtewisselaar met lekdetectie. - Google Patents

Description

* '-V

Ε Ar/JS/AWB14

Warmtewisselaar met lekdetectie.

De uitvinding heeft' betrekking op een warmtewisselaar voor de overdracht van warmte van een stromend medium naar een ander stromend medium, voorzien van een voor het gescheiden houden van die media dienende buis, die een metalen bui-5 tenbuis, een zich daarin uitstrekkende metalen binnenbuis en ten minste één tussen de buitenbuis en de binnenbuis gevormd langskanaal voor lekdetectie omvat, welke buizen van de scheidingsbuis vrijwel met haar gehele naar elkander gekeerde oppervlakken stijf tegen elkander aanliggen ter verkrijging 10 van het voor een goede warmteoverdracht vereiste metallische contact daartussen.

Een dubbelwandige scheidingsbuis voor een warmtewisse-.laar van deze soort is bekend uit het Nederlandse octrooi-schrift 121.720. Deze scheidingsbuis bestaat uit een van uit- * i 15 wendige ribben voorziene ronde buitenbuis en een zich daarin uitstrekkende ronde binnenbuis en vertoont in het binnenop-pervlak van de buitenbuis en/of in het buitenoppervlak van de binnenbuis gevormde langsgroeven voor het verkrijgen van de voor lekdetectie bestemde langskanalen tussen beide buizen.

20 Uit dit octrooischrift blijkt niet, hoe het voor een goede warmteoverdracht vereiste innige metallische contact tussen de buitenbuis en de binnenbuis van de dubbelwandige scheidingsbuis wordt verkregen. Wel valt te constateren, dat voor het verkrijgen van dit contact en het maken van de groeven 25 ten minste twee verschillende bewerkingen nodig zijn.

De uitvinding heeft tot doel, een warmtewisselaar met een dubbelwandige scheidingsbuis met lekdetectie te verschaffen, die op eenvoudigere en goedkopere wijze kan worden vervaardigd en tevens extra voordelen biedt. Dit doel wordt 30 hierdoor bereikt, dat de binnenomtrek van de buitenbuis van de dubbelwandige scheidingsbuis groter is dan de buitenomtrek van de binnenbuis daarvan en dat beide buizen van de scheidingsbuis een nagenoeg ellipsvormige, ovale of platte dwars- 8301019 , »> * I ' ~ -2- ' ............

doorsnede bezitten. Zulk een dubbelwandige scheidingsbuis kan men op eenvoudige en goedkope wijze vervaardigen, door in een buis met gegeven, bijvoorbeeld ronde, dwarsdoorsnede een met speling daarin passende tweede buis met overeenkomstige 5 dwarsdoorsnede aari te brengen en daarna beide buizen in een zich tussen twee einddelen van elk daarvan uitstrekkend tus-sendeel tezamen in dwarsrichting nagenoeg ellipsvormig, ovaal of plat te drukken. Het samendrukken van de buizen kan met behulp van eenvoudige walsen in één enkele arbeidsgang worden 20 uitgevoerd. Door het tezamen in dwarsrichting samendrukken van de twee buizen van de scheidingsbuis worden zij met een zeer groot deel van haar binnen- respectievelijk buitenoppervlak tegen elkander gedrukt en wordt dus een innig metallisch contact tussen de buizen tot stand gebracht. Tevens wordt 15 door de speling tussen de oorspronkelijk ronde of anders gevormde buizen vanzelf, dus zonder afzonderlijke bewerking, ten minste één langskanaal voor de lekdetectie gevormd.

Voorts is het een voordeel, dat de dubbelwandige scheidings-- 'buis met nage noeg ellipsvormige, ovale of platte dwarsdoor- 20 snede zich gemakkeli-jk laat buigen. -

Met voordeel kan de scheidingsbuis van de warmtewisselaar zodanig worden uitgevoerd, dat het of elk voorbij de binnenbuis van de scheidingsbuis stekend, een langskanaal begrenzend deel van de buitenbuis daarvan onder behoud van 25 ‘ zulk een kanaal ten opzichte van de nagenoeg ellipsvormige, ovale of platte vorm van de dwarsdoorsnede van de buitenbuis in dwarsrichting is versmald. Door deze door het extra samenknijpen van het of elk uitstekende deel van de buitenbuis verkregen versmalling daarvan wordt het contactoppervlak tus-30 sen beide buizen vergroot, wordt de buitenbuis strakker om de binnenbuis getrokken en wordt ook daardoor het metallische contact tussen beide buizen nog verbeterd.

Het verdient aanbeveling voor de buizen van de scheidingsbuis buizen met in standaardkoppelingen passende buiten-35 diameters te gebruiken. Gevonden werd, dat, indien men de wanddikte van de buitenbuis kleiner kiest dan die van de binnenbuis, men, zonder in een onpraktisch grote buitendiameter van de buitenbuis te vervallen, juist voldoende speling tus- 8301019 ♦ * V' .........---.......... “ ..................

sen beide aanvankelijk ronde buizen kan overhouden om tijdens het samendrukken van die buizen één of twee bruikbare lekde-tectiekanalen te vormen. De buitenbuis met kleinere wanddikte maakt tevens het straktrekken van·die buis om de binnenbuis 5 gemakkelijker.

Bevindt de dubbelwandige scheidingsbuis zich in een derde buis met ronde, ovale, ellipsvormige of veelhoekige dwarsdoorsnede, dan worden de dwarsafmetingen, bijvoorbeeld de diameters van de oorspronkelijke buizen, waaruit de schei-10 dingsbuis is vervaardigd, bij voorkeur zodanig gekozen, dat na het vormen van de scheidingsbuis de grootste breedte daarvan gelijk of vrijwel gelijk is aan de inwendige middellijn, de lange as of de diagonaal van de dwarsdoorsnede van die derde buis. Wordt nu dit buizenstel in een richting dwars op 15 het grootste middenlangsvlak van de dubbelwandig scheidingsbuis bijvoorbeeld in een spiraal gebogen, dan blijft de scheidingsbuis vrijwel op haar plaats binnen de gebogen ronde derde buis.

t i

De uitvinding zal aan de hand van de tekening nader wor-20 den toegelicht. Daarin vertonen: fig.1-4 dwarsdoorsneden van buizenstelsel voor warmtewisselaars volgens de uitvinding met verschillend gevormde i dubbelwandige scheidingswanden, en ' fig.5 en 6 op kleinere schaal respectievelijk een zij-25 aanzicht en een eindaanzicht van een deel van een stel buizen voor een warmtewisselaar met een dubbelwandige scheidingsbuis volgens fig.3.

De in de tekening weergegeven warmtewisselaars volgens de uitvinding omvatten alle een, bijvoorbeeld koperen, uit 30 twee buizen bestaande, dubbelwandige scheidingswand met bepaalde dwarsdoorsnede en een daaromheen aangebrachte, bijvoorbeeld stalen, derde buis 1 met ronde, ovale, ellipsvormige, veelhoekige of nog andere dwarsdoorsnede.

In fig.1 bestaat de dubbelwandige scheidingsbuis, die de 35 ruimte 2 voor het ene medium gescheiden houdt van de ruimte 3 voor het andere medium, uit een ellipsvormige binnenbuis 4 en een excentrisch daaromheen aangebrachte nagenoeg ellipsvormige buitenbuis 5. Beide buizen hadden, zoals haar voor de 8301019 j _ _— -4- ! o & aansluiting bestemde einddelen nog bezitten, ronde dwarsdoorsneden. De binnendiameter van de ronde buitenbuis 5 is iets groter dan de buitendiameter van de ronde binnenbuis 4, zodat de binnenbuis 4 gemakkelijk in de-buitenbuis 5 kan worden 5 geschoven en tussen beide buizen een speelruimte voor de vorming van ten minste één langskanaal voor lekdetectie tussen beide buizen 4,5 van de scheidingsbuis aanwezig is. Nadat de binnenbuis 4 in de buitenwand 5 is geschoven, zijn beide buizen tezamen ellipsvormig samengedrukt. Tevens heeft men het 10 in het grootste middenlangsvlak van de dubbelwandige scheidingsbuis voorbij de binnenbuis 4 uitstekende deel 6 van de buitenbuis 5 iets verder samengeknepen om het contactoppervlak tussen de buizen 4 en 5 te vergroten en de buitenbuis strakker om de binnenbuis te trekken waardoor het metallisch 15 contact tussen die buizen eveneens wordt verbeterd. Daarbij is er echter voor gezorgd, dat het door de iets te wijde buitenbuis 5 vanzelf gevormde langskanaal 7, nadat beide ronde buizen tezamen ellipsvormig zijn samengedrukt, niet geheel ^ wordt dichtgedrukt. De afmetingen van de in het algemeen ron-20 de standaardbuizen zijn ten opzichte van de in fig.1 ronde derde buis 1 zodanig gekozen, dat na het ellipsvormig samendrukken daarvan de grootste breedte van de scheidingsbuis 4,5 gelijk of bijna gelijk is aan de inwendige diameter van de buis 1. Daardoor is de scheidingsbuis 4,5 tegen zijdelings 25 verplaatsing in de buis 1 geborgd.

Treedt in één van de buizen 4,5 een lek op, dan vloeit het lekkende medium door niet te vermijden kruipwegen tussen de stijf tegen elkander aanliggende buizen 4 en 5 naar het langskanaal 7 en door dit kanaal naar buiten of naar een lek-30 detectie-inrichting.

In fig.2 strekt de binnenbuis 4 zich coaxiaal in de buitenbuis 5 van de dubbelwandige scheidingsbuis uit, zodat na het ellipsvormig drukken van de buizen 4 en 5 vanzelf twee axiale lekdetectiekanalen 7 ontstaan. Daardoor wordt de ge-35 middelde lengte van de kruipwegen tussen een lek en een kanaal 7 tot de helft gereduceerd.

Het verschil tussen de .uitvoering volgens fig.3 en die volgens fig.2 is, dat beide voorbij de binnenbuis 4 stekende 8301019 δ -ν ~~ -5- ~~ " dalen 6 van de buitenhuis 5 iets verder zijn samengeknepen, zodat bet contactoppervlak tussen de buizen 4 en 5 groter is en de buitenbuis 5 strakker om de binnenbuis 4 heen ligt.

In de warmtewisselaar volgens fig.4 heeft de derde buis 511 een ovale dwarsdoorsnede en heeft de scheidingsbuis 8,9 een nagenoeg platte of vlakke dwarsdoorsnede. Verder verschilt die scheidingsbuis niet van die volgens fig.3.

Fig.5 en 6 laten een einddeel van een stel buizen 1,4,5 voor een warmtewisselaar zien. Daaruit blijkt, dat dit bui-10 zenstel gebogen wordt in een richting loodrecht op het grootste middenlangsvlak van de overeenkomstig fig.3 ellips-vormig samengedrukte dubbelwandige scheidingsbuis 4,5. Tijdens het buigen verplaatst de door de ribvormige uitsteeksels 6 van de buitenbuis 5 in de ronde buis 1 gefixeerde schei-15 dingsbuis zich nauwelijk ten opzichte van de buis 1. Aan en nabij het einde van het stel buizen 1,4,5 zijn de buizen rond gelaten, zodat door middel van standaardkoppelingen de buis 1 gemakkelijk aan het circuit voor het ene medium, de buis 4 op gebruikelijke wijze aan het circuit voor het andere medium en 20 de buis 5 zonder bijzondere maatregelen met een lekdetector ; verbonden kan worden. De buis 5 kan aan het einde ook open | gelaten worden, zodat een lek gesignaleerd wordt door het j

druipen van lekmedium uit de buis 5, zoals in fig.5 door 10 I

is aangeduid.

25 in alle uitvoeringsvoorbeelden heeft de buitenbuis 5,9 een kleinere wanddikte dan de binnenbuis 4,8. Voorts zal het duidelijk zijn, dat de derde buis 1 van de uitvoeringsvormen volgens fig.1,2,3 en 5 eveneens een ovale, of een ellipsvormige, een veelhoekige of nog een andere dwarsdoorsnede kan 30 bezitten.

830 1 0 1 9 i

Claims (5)

1. Warmtewisselaar voor de overdracht van warmte van een stromend medium naar een ander stromend medium, voorzien van een voor het gescheiden houden van die media dienende buis, die een metalen buitenbuis, een zich daarin uitstrekkende 5 metalen binnenbuis en ten minste één tussen de buitenbuis en de binnenbuis gevormd langskanaal voor lekdetectie omvat, welke buizen van de scheidingsbuis vrijwel met haar gehele naar elkander gekeerde oppervlakken stijf tegen elkander aan liggen ter verkrijgen van het voor een goede warmteoverdracht 10 vereiste metallische contact daartussen, met het kenmerk, dat de binnenomtrek van de buitenbuis van de dubbelwandige scheidingsbuis groter is dan de buitenomtrek van de binnenbuis daarvan en dat beide buizen van de scheidingsbuis een nagenoeg ellipsvormige, ovale ,of platte dwarsdoorsnede bezitten.

2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het* kenmerk, dat het of elk voorbij de binnenbuis van de scheidingsbuis stekend, een langskanaal begrenzend deel van de buitenbuis daarvan onder behoud van zulk een kanaal ten opzichte van de nagenoeg ellipsvormige, ovale of platte vorm van de dwars-20 doorsnede van de buitenbuis in dwarsrichting is versmald.

3. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de wanddikte van de buitenbuis van de dubbelwandige scheidingsbuis kleiner is dan die van de binnenbuis daarvan.

4. Warmtewisselaar met een zich in een derde buis met ronde, ellipsvormige, ovale of veelhoekige dwarsdoorsnede uitstrekkende dubbelwandige scheidingsbuis volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk, dat de grootste breedte van de dubbelwandige scheidingsbuis met nagenoeg ellipsvormige, ova-30 le of platte dwarsdoorsnede gelijk of vrijwel gelijk is aan de inwendige middellijn, de lange as of een diagonaal van de dwarsdoorsnede van die derde buis. 83 0 1 0 1 9 ....... Λ ' I -7-

5. Werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandige scheidingsbuis voor een warmtewisselaar volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in een buis met gegeven, bijvoorbeeld ronde, dwarsdoorsnede een met speling daar-5 in passende tweede buis met overeenkomstige dwarsdoorsnede wordt aangebracht en daarna beide buizen in een zich tussen twee einddelen van elk daarvan uitstrekkend tussendeel tezamen in dwarsrichting nagenoeg ellipsvormig, ovaal of plat worden gedrukt. 10 t 83 0 1 0 1 9 -------------------—....... ....-1