NL8403934A - Warmtewisselaar. - Google Patents

Description

* « % ΐ -1- 8-CB-10.216

General Electric Company te Schenectady, New York, Verenigde Staten van Amerika.

Aanvraagster noemt als uitvinders: Berkenbusch Stefan; Mössner Eugen K.

5 en Sauer.

Warmtewisselaar.

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar voorzien van 10 nabij zijn einden vastgezette buisvormige organen.

In gebruikelijke warmtewisselaars worden de veelal door ronde pijpen gevormde buisvormige organen met hun uiteinden vastgezet in zogenaamde pijpplaten, die voor iedere warmtewisselaar op maat moeten worden gemaakt.

15 Uit de Nederlandse octrooiaanvrage 6903607 is een warmtewisselaar bekend, waarbij de uiteinden van de pijpen worden vastgeklemd tussen op elkaar geplaatste raamvormige delen, waarbij in ieder van de raamvormige delen een halfronde uitsparing is gevormd, zodanig dat een tweetal van deze uitsparingen een een uiteinde van een pijp opnemend gat vormen. Deze 20 raamvormige delen, die voor iedere warmtewisselaar weer op de gewenste grootte moeten worden uitgevoerd, zullen moeilijk te vervaardigen zijn met de vereiste nauwkeurige vormgeving van de gaten.

Met de uitvinding wordt beoogd een warmtewisselaar van bovengenoemde soort te verkrijgen, welke met behulp van eenvoudig te vervaardigen 25 onderdelen op economische wijze in iedere gewenste grootte te vervaardigen is.

Volgens de uitvinding kan dit worden bereikt doordat ieder van de buisvormige organen aan een uiteinde is voorzien van een op het desbetreffende buisvormige orgaan geschoven mof, welke een althans in hoofd-30 zaak rechthoekige doorsnede heeft en aan zijn buitenzijde is voorzien van een rondlopende groef voor het opnernen van een pakking, terwijl de moffen van de deel van de warmtewisselaar uitmakende buisvormige organen zijn vastgeklemd in een de moffen omgeven raam.

Bij toepassing’ van de constructie volgens de uitvinding kunnen de 35 buisvormige organen in iedere gewenste lengte worden uitgevoerd en aan hun uiteinden worden voorzien van gelijk uitgevoerde moffen. De een rechthoekige doorsnede bezittende moffen van een deel van de warmtewisselaar uitmakende buisvormige organen kunnen in een rechthoekig patroon naast en 8 4 01 9 3 4 Μ

« A

t -2- 8—CB—10.216 boven elkaar worden opgesteld en vervolgens op eenvoudige wijze worden vastgeklemd en zodoende kunnen door toepassing van de constructie volgens de uitvinding onder gebruikmaking van een gering aantal standaardonderdelen warmtewisselaars van iedere gewenste grootte worden gebouwd. Daarbij 5 kan voor de buisvormige organen doelmatig gebruik worden gemaakt van 'geëxtrudeerde profielen, in het bijzonder van uit kunsstof vervaardigde profielen. Als kunststofmateriaal worden bij voorkeur hoogwaardige thermoplastische kunststoffen zoals aromatisch polycarbonaat, gemodificeerde polyfenyleenether, polybutyleen tereftalaat en polyetherimides 10 toegepast.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van een in bijgaande figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de constructie volgens de uitvinding.

Fig. 1 toont in perspectief een aanzicht op een in de warmtewisse-15 laar volgens de uitvinding te gebruiken buisvormig orgaan.

Figo 2 toont in perspectief een aanzicht op een op een buisvormig orgaan aan te brengen mof.

Fig. 3 toont in perspectief een aanzicht op een pakking.

Fig. A toont een aanzicht op een plaatvormig orgaan, dat, indien 20 gewenst, in het buisvormig orgaan kan worden gestoken of zoals aangegeven in fig. 7 tussen de buisvormige organen kan worden aangebracnt.

Fig. 5 toont in perspectief een geprofileerde balk, welke kan worden benut voor het vormen van een deel van de warmtewisselaar uit -makend raam.

25 Fig. 6 toont in perspectief een hoekstuk, dat kan worden benut voor de opbouw van het deel van de warmtewisselaar uitmakende raam.

Fig. 7 toont schematisch in perspectief met de onderdelen op afstand van elkaar weergegeven de wijze waarop de onderdelen in een warmtewisselaar kunnen worden verenigd.

30 Fig. 8 toont in perspectief een aanzicht op een gedeeltelijk samen gebouwde warmtewisselaar volgens de uitvinding.

Fig. 9 toont in perspectief een aanzicht op een warmtewisselaar met daarop aangesloten'leidingen voor de toe en afvoer van fluida's waartussen de warmteuitwisseling moet plaatsvinden.

35 Zoals in fig. 1 is weergegeven worden in het weergegeven uitvoerings voorbeeld buisvormige organen 1 benut voor het opbouwen van een warmtewisselaar gevormd door buizen, die zijn gevormd uit een tweetal zich evenwijdig aan elkaar uitstrekkende wanden 2 en 3, die aan hun uiteinden 8403934 -3- f« 'λ 8-CB-10.216 zijn verbonden door halfcirkelvormige verbindingsdelen 4 en 5· Zoals daarbij uit fig. 1 blijkt is de hoogte van een buis 1 een veelvoud van de breedte van deze buis. Dergelijke buizen kunnen eenvoudig in iedere gewenste lengte worden geëxtrudeerd uit een geëigende kunststof of een ge-5 eigend metaal en eventueel na het extruderen op gewenste lengtes worden afgekort.

Voor het monteren van de in fig. 7 weergegeven buizen 1 in een warmtewisselaar wordt op ieder uiteinde van de buis een mof 7 (fig. 2) geschoven.

10 Deze mof is voorzien van een qua vorm aan de inwendige doortocht van de buis 1 aangepaste doortocht 8, welke een trapsgewijs verloop heeft, zodanig dat gezien in fig. 2 deze doortocht in het rechter eindgedeelte van de mof 7 een doorsnede heeft geschikt voor het onder perspassing opnemen van het uiteinde van een buis 1, terwijl het overige gedeelte van de doortocht 8 15 een enigszins kleinere doorsnede heeft, zodat in het inwendige van de mof een niet nader weergegeven borst wordt gevormd bij de overgang tussen de een verschillende grootte bezittende gedeelten van de doortocht 8, tegen welke borst het uiteinde van de buis 1 zal komen aan te liggen bij het inschuiven van dit uiteinde van de buis 1 in de mof 7· Eventueel kan daar-20 bij voor het verkrijgen van een stevige en dichte verbinding tussen de mof 7 en het uiteinde van de buis 1 nog gebruik worden gemaakt van een geschikt hechtmiddel.

De mof 7 is, zoals weergegeven in fig. 2, tevens voorzien van een in de buitenomtrek aangebrachte rondlopende groef 9· Deze groef is be-25 stemd voor het opnemen van een overeenkomstig gevormde, uit een geschikt elastisch materiaal vervaardigde pakking 10, welke is weergegeven in fig.

3.

Aan weerszijden van de groef 9 zijn aan de ene lange zijkant van de mof groeven 17 aangebracht, terwijl de tegenover liggende zijkant is 30 voorzien van complementaire uitsteeksels 12. Op soortgelijke wijze zijn gezien in fig. 2 in de bovenste korte eindwand van de mof 7 op de groeven 11 aansluitende groeven 13 aangebracht terwijl aan de gezien in fig. 2 onderste korte zijwand complementaire uitsteeksels 14 zijn aangebracht.

De moffen kunnen door spuitgieten worden vervaardigd. Ze worden bij 35 voorkeur vervaardigd uit hoogwaardige thermoplastische kunststoffen zoals hierboven genoemd.

In fig. 4 is een plaatvormig orgaan 15 weergegeven, dat over zijn gehele oppervlak aan weerszijden is voorzien van regelmatig verdeeld aan- 3*03934 * Λ -4- 8-CB-10.216 gebrachte noppen 16, waarvan er in fig. 4 slechts enkele zijn weergegeven.

Gezien in de lengterichting van het plaatvormige orgaan 15 zijn de in een eerste zich loodrecht op de lengterichting van het plaatvormige 5 orgaan uitstrekkende rij aangebrachte noppen versprongen opgesteld ten opzichte van de noppen in een daarachter liggende rij.

Voor het vormen.van een de buisvormige organen in een warmtewisselaar samenhoudend raam kan gebruik worden gemaakt van geprofileerde holle, in doorsnede hoofdzakelijk rechthoekige balken 17, zoals weerge-10 geven in fig. 5. Zoals uit deze figuur blijkt is de balk aan zijn ene brede rechthoekzijde bij wijze van voorbeeld voorzien van een drietal zich in de lengterichting van de balk 17 uitstrekkende groeven 18, 19 en 20, terwijl aan de tegenover liggende .rechthoekzijde tegenover de groeven 18 en 20 zich in de lengterichting van de balk uitstrekkende uitstekende ribben 21 en 22 zijn 15 aangebracht, terwijl midden tussen deze ribben een groef 23 is gelegen.

Ook een dergelijke profielbalk 17 kan doelmatig door extruderen uit een geschikte kunststof of een geschikt metaal of dergelijke worden vervaardigd.

Voor het met elkaar verbinden van een tweetal van dergelijke haaks op elkaar aangebrachte profielbalken 17 kan doelmatig gebruik worden ge-20 maakt van een L-vormig verbindingsstuk 24, zoals afgebeeld in fig. 6.

. Daarbij Zijn in de beide benen van dit L-vormige verbindingsstuk zich in de lengterichting van de benen uitstrekkende boringen 25 respectievelijk 26 aangebracht, zodanig, dat de in het ene been gelegen boringen 25 de in het andere been aangebrachte boringen 26 niet snijden. De functie van 25 boringen 25 en 26 wordt hieronder nader toegelicht.

Zoals in fig. 7 weergegeven kunnen in de buisvormige organen 11 plaatvormige organen 15 worden gestoken, zodat enerzijds het door de buisvormige organen gevoerde fluïdum dichter langs de wanden van de buisvormige organen zal stromen, terwijl met behulp van de op de plaat-30 vormige organen 15 aangebrachte noppen 16 een eveneens de warmteoverdracht bevorderende zigzagstroming van het fluïdum in de buisvormige organen zal worden opgewekt.

Zoals verder in fig. 7 is aangegeven kunnen de buisvormige organen naast en boven elkaar worden opgesteld en kunnen tussen een tweetal t 35 kolommen van boven elkaar geplaatste buisvormige organen plaatvormige delen 27 worden aangebracht, die, hoewel in fig. 7 niet nader weergegeven, op soortgelijke, wijze aan weerszijden van noppen zullen zijn voorzien als de plaatvormige organen 15. Met behulp van de'rgelijke plaatvormige 8403934 8-CB-10.216 w· % -5- organen, wordt ook een goede geleiding van het buiten de buisvormige organen omstromende fluïdum langs deze buisvormige organen in een zigzagvormige stromingsbaan bewerkstelligd.

Zoals verder uit de figuren 7 en 8, waarin terwille van de over-5 zichtelijkheid de bij samenbouw in de groeven 9 van de moffen aangebrachte pakkingen 10 niet zijn weergegeven, blijkt, worden voor het vormen van een warmtewisselaar een gewenst aantal van moffen voorziene buisvormige organen naast en boven elkaar geplaatst,'waarbij de uitstekende delen 12 en 14 van de ene mof zullen komen te vallen in overeenkomstige uit-10 sparingen 11 en 13 van daarnaast en daaronder gelegen moffen.

Een zo verkregen althans in hoofdzaak rechthoekig samenstel van naast en boven elkaar gelegen moffen kan dan stevig tot een eenheid worden samengevoegd onder gebruikmaking van profielbalken 17, waarvan de uiteinden bij voorkeur in het verstek zullen zijn afgezaagd. In de nabij el-15 kaar gelegen uiteinden van een tweetal haaks op elkaar aansluitende profielbalken worden dan de benen van een L-vormig verbindingsstuk 24 gestoken en het geheel kan dan stevig met elkaar worden verbonden door spanbouten, die worden gevoerd door in de begrenzingswanden van de profielbalken 17 gevormde en in het verlengde van de gaten 25 respectievelijk 20 26 gelegen gaten, waarbij de.ze spanbouten zich door de holle profielbalken 17 van de ene zijkant van het samenstel naar de tegenover liggende zijkant uitstrekken. Daarbij is de opstelling zodanig, dat, zoals ook in fig. 8 is weergegeven, de bij bepaalde zijkanten van het door de moffen gevormde samenstel de uitstekende delen 21 en 22 grijpen in in eikaars 25 verlengde gelegen uitsparingen 11 of 13 van boven elkaar of naast elkaar geplaatste moffen 7, terwijl bij andere zijkanten de uitstekende delen 12 of 14 van de moffen zijn opgenomen in uitsparingen 18 en 20 van de profielbalken. Het zal duidelijk zijn, dat zo een stevige verbinding tussen de moffen onderling en tussen de moffen en het de moffen omgevende 30 door de profielbalken 17 gevormde raam wordt verkregen, waarbij de buisvormige organen op effectieve wijze tegen verplaatsing in de lengterichting zullen zijn geborgd.

Zoals verder schematisch in fig. 9 is weergegeven kunnen op een zo verkregen warmtewisselaar kanaalaansluitstukken 28 en 29 worden be-35 vestigd voor de toe- respectievelijk afvoer van een eerste door de buisvormige organen te voeren medium, terwijl verder aansluitstukken 30 en 31 met de warmtewisselaar kunnen worden verbonden voor de aan- · respectievelijk afvoer van een tweede fluidum, dat buiten de buisvormige 6403934 -6- 8-CB-10.216 i y ν organen omstroomt om zo een uitwisseling van warmte te bewerkstelligen tussen het eerste en het tweede fluïdum. De overige zijwanden van de warmtewisselaar zijn afgesloten met behulp van af dekplaten 32.

Uit bovenstaande zal het duidelijk zijn, dat met behulp van een 5 aantal eenvoudige, gemakkelijk door extruderen en spuitgieten te vervaardigen onderdelen een warmtewisselaar kan worden opgebouwd met ieder gewenst aantal buisvormige organen, die in iedere gewenste lengte kunnen worden uitgevoerd.

8403934

Claims (8)

8-CB-10.216 Conclusies.

1. Warmtewisselaar voorzien van nabij hun einden vastgezette buisvormige organen, met het kenmerk, dat ieder van de buisvormige organen 5 aan een uiteinde is voorzien van een op het desbetreffende buisvormige orgaan geschoven mof, welke een althans in hoofdzaak rechthoekige doorsnede heeft en aan zijn buitenzijde is voorzien van een rondlopende groef voor het opnemen van een pakking, terwijl de moffen van de deel van de warmtewisselaar uitmakende buisvormige organen zijn vastgeklemd in een de moffen 10 omgevend raam.

2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de buisvormige organen in doorsnede gezien een althans in hoofdzaak rechthoekige doorsnede hebben.

3. Warmtewisselaar volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een buis-15 vormig orgaan een tweetal lange zich evenwijdig aan elkaar uitstrekkende zijwanden omvat, die met elkaar zijn verbonden door korte, in doorsnede gekromd uitgevoerde wanden.

4. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een mof een trapvormig uitgevoerde doortocht heeft, waarbij 20 de doorsnede van een eerste gedeelte van deze doortocht overeenkomt met de uitwendige doorsnede van een buisvormig orgaan en het overige gedeelte van de doortocht althans nagenoeg overeenkomt met de inwendige doorsnede van een buisvormig orgaan.

5. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, met het 25 kenmerk, dat de mof over een deel van de omtrek is voorzien van groeven en over het resterende deel van zijn omtrek is voorzien van complementair met deze groeven gevormde uitstekende delen.

6. Warmtewisselaar volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een mof is voorzien van een rondlopende groef voor het op- 30 nemen van een pakking.

7. Warmtewisselaar Volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het raam is opgebouwd uit holle profielbalken, welke met behulp van L-vormige verbindingsstukken met elkaar zijn gekoppeld.

8. Warmtewisselaar volgens een der conclusies 6-8, met het kenmerk, 35 dat een profielbalk een althans in hoofdzaak rechthoekige doorsnede heeft, aan een zijde is voorzien van zich in de lengterichting van de balk uitstrekkende groeven voor het opnemen van uitstekende delen van de moffen en aan de tegenover liggende zijde is voorzien van zich in de lengterichting 8403834 J

8-CB-10.216 -8- uitstrekkende ribben, die passen in in de moffen aangebrachte uitsparingen.

9. Warmtewisselaar volgens een der conclusies 6-8, met het kenmerk, dat de profielbalken nabij de middens van hun lange rechthoekzijden zijn voorzien van doorlopende groeven die gelegen zijn ter hoogte van de 5 voor het opnemen van pakkingen bestemde groeven in de moffen. 8403934 , p -5- , ,

8-CB-10.216 Abstract. Wanntewisselaar voorzien van buisvormige organen, die aan hun uiteinden zijn voorzien van op de buisvormige organen geschoven moffen, welke een althans in hoofdzaak rechthoekige doorsnede hebben en aan hun buitenzijden zijn voorzien van rondlopende groeven voor het opnemen van pakkingen. De buisvormige organen zijn in een in hoofdzaak rechthoekig pakket gestapeld, waarbij de moffen op en naast elkaar liggen. De moffen zijn vastgeklemd in een de moffen omgevend raam. Fig. 8 >-) ij i - _ *► Λ 4