NO139488B - Fremgangsmaate til fremstilling av aktive anoder for anvendelse ved elektrokjemisk vannspalting - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til fremstilling av aktive anoder for anvendelse ved elektrokjemisk vannspalting.

Description

Anordning ved platevarmeutveksler.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et varmeutvekslingssystem for to varmeutvekslende fluider med innbyrdes forskjel-

lig trykk, hvorav i det minste det ene fluidum inneholder faste partikler, omfattende en platevarmeutveksler bestående av en pakke av med innbyrdes mellomrom anord-nede bøyelige varmeoverføringsplater av tynt materiale, idet annethvert av disse mellomrom tilsammen danner en gruppe gjennomløp for det ene fluidum og de øvrige av disse mellomrom tilsammen danner en annen gruppe gjennomløp for det annet fluidum, idet nevnte plater langs i det minste deler av sine ytterkanter er fiksert hva angår platenes stilling i forhold til hverandre, og hvor der er anordnet distanseelementer i mellomrommene mellom platene.

I slike platevarmeutvekslere pleier platene vanligvis å holdes fra hverandre ved sine ytterkanter, f. eks. ved oppbøyede deler av disse kanter eller separate element innpresset mellom platene ved disse kanter. Det er også kjent i mellomrommet mellom platene innenfor disse kanter å holde platene fra hverandre ved distansegivende element (distanseelement) fordelt over platenes flater som hindrer at platene mellom ytterkantene skal kunne bøye seg ved trykkforskjell innbyrdes i nærbeliggende gjennomløp. Disse distanseelement består vanligvis av utspring i form av ribber eller knaster, forholdsvis brede ved basislinjen og avrundede ved toppen, utpresset fra i det minste det ene av hvert par av nærbeliggende plater slik at de i hvert mellomrom støtende mot den andre platen opp-rettholder de beregnede mellomrom mellom alle plater i pakken.

Distanseelement anordnet på denne måte, skjønt hensiktsmessig for det nettopp nevnte formål, medfører samtidig be-tydelige ulemper i andre henseender. Hvis nemlig en på en slik måte utformet varmeutveksler anvendes for fluider som inneholder faste forurensninger, spesielt fibrøse slike, så vil disse forurensninger samles og festne i og omkring kontaktpunktene mellom slike distanseelement og platene. Slike avsetninger er vanskelige å få bort og den første begynnelse av dem danner feste-punkter for videre avsetninger mellom platene.

Oppfinnelsen har til hensikt med bibe-holdelse av fordelene med distanseelement mellom platene å eliminere nevnte ulemper ved å muliggjøre fjernelse av slike avsetninger under drift når som helst de har tendens til å vokse til generende kvantitet.

Det nye og karakteristiske ved oppfinnelsen er kombinasjonen av følgende i og for seg kjente trekk, nemlig at distanseelementer er tilpasset for å tillate at de hvert gjennomløp avgrensende plater i området mellom platenes ytterkanter under innvirkning av overtrykk fra nærliggende gjennomløp bukter seg inn mot hverandre, samt at det er anordnet kanalutvekslings-anordninger for periodisk å bringe de varmeutvekslende medier til å bytte gjennom-løpsveier med hverandre gjennom varmeutveksleren.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til vedføyede tegninger, på hvilke skjematisk og som ek-j sempler er vist forskjellige utførelsesfor-j, mer av denne. Fig. 1 er et vertikalsnitt gjennom em varmeutveksler ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et snitt etter linjen 2—2 i fig. 1, sett i pilenes retning. Fig. 3 er et snitt etter linjen 3—3 i fig. 1, sett i pilenes retning. Fig. 4 er et oppriss av fig. 2, omfattende bare platepakken, og viser platenes form' ved trykkforskjell innbyrdes i de forskjel-<1 >lige grupper av gjennomløp. Fig. 5 er samme oppriss som fig. 4 og viser platenes form ved i forhold til ved i fig. 4 omvendt forskjell i trykk innbyrdes] i de forskjellige grupper av gjennomløp. Fig. 6 er et forstørret bilde av et oppriss av et tversnitt gjennom en alternativ form, av platepakken ifølge oppfinnelsen, og viser platene i spenningsfri tilstand slik som ved samme trykk på hver side av platene. Fig. 7 viser samme oppriss som fig. 6 ved forskjellige trykk i de forskjellige grupper av gjennomløp. Fig. 8 er et forstørret bilde av et oppriss av et tverrsnitt gjennom en annen alternativ form av platepakken ifølge oppfinnelsen, hvor platene er forsynt med distanse - givende element i form av stift av samme høyde, ved forskjellige trykk i de forskjellige grupper av gjennomløp. Fig. 9 viser samme anordning som fig. 8 med den modifikasjon at stiftens høyde er gradert til å avta i retning mot platens midtparti.

Fig. 10 er et diagram over et varmeutvekslingssystem ifølge oppfinnelsen hvor varmeutveksleren er forsynt med anord-ninger for kanalutveksling.

Identiske detaljer er i de forskjellige figurer forsynt med samme henvisningsbe-tegnelse.

Varmeutveksleren 1 ifølge fig. 1—3 består av en hus 2 med sidevegger 3, i hvilket er innesluttet en pakke av varmeoverfør-ingsplater 4, her vist ved kvadratisk ytter-kontur. Denne spesielle form av varmeutveksleren er valgt som demonstrasjons-form, ikke i begrensende hensikt, men bare på grunn av sin enkelhet som gjør den spesielt egnet for oversiktlig beskrivelse av oppfinnelsen.

Platene 4 som her er vist, er av tynn i ubelastet tilstand plan plate og anordnet side ved side med mellomrom mellom hverandre. Mellomrommet mellom annethvert par av nærbeliggende plater opprettholdes langs deres motbeliggende horisontale ytterkanter ved et par distanselister 5, mens de øvrige par nærbeliggende plater holdes på lignende måte fra hverandre ved samme slags lister 5 langs platenes motbeliggende vertikale ytterkanter. Denne anordning mdefører at mellomrom eller passasjer 6, åpne langs sine motsatte horisontale kanter, alternerer med mellomrom eller passasjer 7, åpne langs sine motsatte vertikale kanter. Passasjene 6 kommuniserer med kammer 8 og 9, hvilke igjen kommuniserer med rørledninger 8' resp. 9'. Passasjene 7 kommuniserer med kammer 10 og 11, som kommuniserer med rørlednin-ger W resp. 11'.

Som en fagmann kan oppfatte, utgjør den nettopp beskrevne anordning en indi-rekte varmeutveksler av kryss-strømstypen hvor det ene fluidum passerer gjennom ledningen 8', kammeret 8, passasjene 6, kammeret 9 og ledningen 9', mens det andre fluidum passerer gjennom ledningen 10", kammeret 10, passasjene 7, kammeret 11 og ledningen 11'. Dertil skal bemerkes at likedannede distanseorgan 12 er anordnet på en side av hver plate fordelt over platen og i det viste tilfelle bestående av pinner, som sveiset til sine respektive plater strekker seg ut fra platens sider i mellomrommet for nærbeliggende plate.

Disse distanseorgan 12 strekker seg ikke hele veien frem til den nærbeliggende plate, men etterlater like store gap eller åp-ninger 13 mellom denne og sine frie ender. Dette gap er vesentlig, men på tegningene noe overdrevet i størrelse for å gjøre illustrasjonen tydeligere. I virkeligheten bør det fortrinnsvis ligge innenfor grensene omkring 0,5 mm til 3 mm.

Av fig. 4 fremgår det at om trykket i passasjene 7 økes tilstrekkelig over trykket i passasjene 6, vil platene bøye seg slik at passasjene 7 utvides og passasjene 6 i tilsvarende grad minskes i bredde inntil gapet 13 i disse passasjer 6 lukkes. Gapet 13 i passasjene 7 vil derved utvides til den større dimensjon 13'.

På samme måte vil ifølge fig. 5 ved om-lastning av trykkene i respektive passasjer, passasjene 6 utvides, og passasjene 7 minskes i bredde inntil gapet 13 i disse passasjer 7 lukkes, og gapet 13 i passasjene 6 utvides til størrelsen 13'. Det er altså tyde-lig at gapet i de to grupper passasjer 6 resp. 7 kan utvides ved slik vekslende til-føring av trykk i passasjene, hvorved et fluidum som føres gjennom passasjene når gapene er utvidet, vil bortspyle faste forurensninger eller fibrøst materiale, som før festnet ved distanseorganene.

Da de to fluider normalt passerer gjennom varmeutveksleren under samme trykk, hvorved buktning av platene ikke finner sted, kan rensning av den ene eller annen gruppe passasjer tilveiebringes ved at denne tilfeldigvis settes under høyere trykk. Anordning for dette kan f. eks. ha form av en pumpe som kan gi nødvendig overtrykk eller en på høyt nivå beliggende beholder koblet til en med trykkreguleringsventil forsynt innløpsledning til angjeldende gruppe.

Da det ene fluidum tilføres under et trykk som er konstant høyere enn det an-dres kan rensning av passasjene i varmeutveksleren ifølge oppfinnelsen tilveiebringes ved s.k. kanalutveksling, dvs. periodevis utveksling av strømningsveiene innbyrdes i de varmeutvekslende medier ved varmeutveksleren. Et system for utførelse av en slik operasjon ved en varmeutveksler ifølge fig. 1 er vist i fig. 10. I dette system er en kretsledning 14 anordnet, til hvilken varmeutvekslerens inn- og utløpsledning 8', 9', 10' og 11' er koblet. På hver side av tilkoblingsstedene for disse ledninger er sirkulasjonsledningen forsynt med ventiler 15—22. Inn- og utløpsledninger til resp. fra systemet i sin helhet for de varmeutvekslende fluider er igjen forbundet til krets-ledningen mellom disse ventiler, nemlig for det ene fluidum en innløpsledning 23 mellom ventilene 15 og 22 og en avløpsled-ning 24 mellom ventilene 18 og 19 samt for det andre medium en Innløpsledning 25 mellom ventilene 20 og 21 samt en utløps-ledning 26 mellom ventilene 16 og 17.

Som eksempel kan antaes at en vann-oppløsning av celluloseavfallslut som inneholder fiber som forurensning skal opp-varmes i en varmeutveksler ifølge oppfinnelsen til koking ved hjelp av damp. Dampen må da ha høyere trykk enn luten slik at det finner sted en utvidelse av de passasjer som fører dampen og lukning av gapene 13 i de passasjer som fører luten. Derved vil fibrene i luten få en tendens til å festne ved distanseorganene i disse passasjer.

Ved anvendelse av et system ifølge fig. 10 under antagelse av at ventilene 15, 17, 19 og 21 er åpne, mens ventilene 16, 18, 20 og 22 er stengt, idet luten med fibrene tilføres gjennom ledningen 25, mens dampen til-føres gjennom ledningen 23, vil luten passere fra ventilen 15, via ledningen 14 gjennom ventilen 21, ledningen 11', kammeret

11, passasjene 7, kammeret 10, ledningen 10', ventilen 17 og ledningen 14 ut gjennom ledninger 26. Samtidig vil dampen passere fra ledningen 23 via ledningen 14 gjennom ventilen 15, ledningen 8', kammeret 8, passasjene 6, kammeret 9, ledningen 9', ventilen 19, og ledningen 14 ut gjennom ledningen 24. Det vil altså bli en tendens til ansamling av fibre på distanseorganene i passasjene 7, hvilke ansamlinger danner kjerner for en voksende ansamling av forurensninger i disse passasjer så lenge dette driftsforhold består. Dette er i virkeligheten hva som kontinuerlig skulle finne sted i apparater av tidligere kjent type, hvor distanseorganene bygger bro over hele avstanden mellom varmeoverføringsplat-ene i samtlige passasjer.

Med anordningen ifølge fig. 10 kan denne ulempe imidlertid lett eliminieres. Alt hva som' er nødvendig er at før en be-traktelig mengde forurensninger har fått tid til å ansamles i passasjene 7 må det ut-føres kanalutveksling ved å stenge ventilene 15, 17, 19 og 21 og åpne ventilene 16, 18, 20 og 22. Derved vil dampen passere fra ledningen 23 til ledningen 24, som før, men istedenfor gjennom ventilen 15 gjennom ventilen 22, ledningen 11', kammeret 11, passasjene 7, kammeret 10, ledningen 10' og ventilen 18. Likeledes vil luten passere fra ledningen 25 til ledningen 26, som før, men istedenfor gjennom ventilen 21 gjennom ventilen 20, ledningen 9', kammeret 9, passasjene 6, kammeret 8, ledningen 8' og ventilen 16.

Det høyere trykk på grunn av dampen vil derved istedenfor avsettes i passasjene 7 og der bøye fra hverandre platene, slik

at gapet 13' ved distanseorganenes frie ender dannes. Således vil avsetninger som før kanalutvekslingen var dannet der, lett løs-ne og spyles bort av dampen og av denne dannet kondensat på vei gjennom disse passasjer. Tilbake veksling til den tidligere stilling foretaes før avsetningene i de nå istedenfor gapfrie og lutførende passasjer 6 har rukket å bli besværlige. På en lik

måte kan ved periodevis kanalutveksling de lutførende passasjer holdes fri fra besværlige avsetninger.

Det skal fremholdes at kanalutveksling er blitt tilpasset tidligere i rensnings-øyemed i og for seg. Foreliggende oppfinnelse rager imidlertid utover den tidligere tilpasning ved kombinasjonen av kanalutveksling med de bøybare plater i platevar-mevekslere hvor passasjene mellom platene i det minste i en viss utstrekning er sperret av distanseorgan, som har en tendens til å fange og holde fast partikler som medføres av fluidet. Ikke bare jgjør kanalutvekslingen i kombinasjon med de bøybare plater det mulig for passasjene å utvides og således gi mer plass for gjennomstrømning av forurensninger, mens distanseorganenes bevegelse bort fra de motliggende plater bidrar også til å bryte løs avsetninger slik at de kan føres bort.

Platekonstruksjoner hvor distanseorganene består av utbuktninger i form av ribber eller rygger fra selve platene er vist i fig. 6 og 7. I fig. 6 er platene i den tilstand, hvor trykket i utvekslende kanaler er lik, mens i fig. 7 er platene vist utbuktet ved tilsetning av høyere trykk i strømnin-gen gjennom passasjene 6' enn i strømnin-gen gjennom passasjene 7'.

Som det sees er platenes kanter bøyet ved 30 til sammenliggende rette deler 31, samt sammensveiset ved 32 slik at de rette deler har samme anlegg innbyrdes fra den ene plate til den andre.

Et element innført i denne modifikasjon utgjøres av et kroket parti, hvilket om-gir platenes ytre partier nær deres ytterkanter. Dette parti utgjør en fleksibel sek-sjon som tillater gjentatte utbuktninger av platene uten overanstrengelse av materia-let.

Ribbene 12', ifølge fig. 6, vil komme nær inntil grunnflaten 4' av den nærbeliggende plate og lar det bli /et gap 34 mot denne. Størrelsen av disse gap er overdrevet i målestokk i forhold til den øvrige struktur for å gjøre illustrasjonen tydeligere. I virkeligheten kan gapet være så lite som 0,25 mm, når trykket i nærbeliggende passasjer er lik. Størrelsen av slike gap kan tilveiebringes og opprettholdes mens platene sammensettes ved å innpasse materialer av dertil avpasset tykkelse som mellomlegg gjennom platene og derpå oppløse dette materiale ved å føre et oppløsningsmiddel for dette gjennom pakken av de sammen-satte plater.

Fig. 7 viser samme forhold som de i fig. 5, hvor et fluidum under trykk føres gjennom pasasjene 6', hvorved de plater som begrenser disse passasjer bøyes fra hverandre og de plater som begrenser passasjene 7' bøyes mot hverandre. Således blir gapet 34 fra fig. 6 forstørret til 34', hvilket igjen er vist overdrevet i forhold til måle-stokken for øvrig for tydelighetens skyld.

Den konstruksjon som er vist i fig. 8, er den samme som i fig. 1—5 med unntag-else for platenes ytterkanter og deres fore-ning. Kantene er her bøyet på en måte som vist i fig. 6 og 7, og buktningene har samme henvisningsbetegnelser. Platene 4 er igjen forsynt med distanseorgan 12 i form av pinner og hvor platene er bøyet fra hverandre slik som i passasjene 6, og hvor gapet 13' mellom pinnenes frie ender og den nærbeliggende plate 4 åpnes. Pinnene 12 har alle samme lengde, dvs. strekker seg til samme høyde over hele platen.

I fig. 9 er imidlertid situasjonen noe forskjellig. Her har platene 4 pinner som avtar i høyde regnet fra platens ytterkanter inn mot dennes sentrum. Disse pinner er betegnet med 40, 41, 42, 43. Platens midt-linje er betegnet med linjen 44 og det er underforstått at pinnenes høyde avtar like ens fra alle kanter mot platens sentrum. Således, når et fluidum innføres i passasjen 46, hvilket fluidum har tilstrekkelig meget høyere trykk enn fluidet i passasjene 47, så bøyer platene seg ut i langt større grad regnet fra ytterkantene ved 30 mot sentrum 44, hvor utbøyningen blir størst. Dette er igjen vist overdrevet i forhold til måle-stokken for øvrig for tydelighetens skyld, men istedenfor en i foregående tilfelle lik utbøyning overalt, f. eks. innenfor området 0,5 mm, til 3 mm ;kan utbøyningen her f. eks. begynne med 0,1 mm ved omkretsen og øke opp til 5 mm ved sentrum. Utbøy-ningen er fordelt langs platen slik at be-skyttelse fåes mot påkjenning ved stor de-formasjon ved platens omkrets.

I det tilfelle at platepakken består av et meget stort antall plater og altså inneholder et meget stort antall passasjer kan det meget godt hende at trykket innenfor hver gruppe av passasjer blir ujevnt fordelt på de individuelle passasjer i gruppen i slik grad at en ujevn utbuktning av platene oppstår. I et ekstremt tilfelle finnes det teoretisk mulig at ved meget bøyelige plater 4, vil en passasje, som står under høy-este trekk, utvides i slik grad at distanseorganenes gap lukkes i alle øvrige passasjer i begge grupper. I situasjoner da slike til-feller kan tenkes å oppstå kan man be-skytte seg mot dette ved å erstatte en eller flere av de bøyelige plater med en relativt stiv plate. På en slik måte kan pakken opp-deles i seksjoner mellom stivere plater. Dette vil effektivt motvirke tendensen for at overtrykk i en passasje lukker distanseorganenes gap slik som nevnt ovenfor. Det er også mulig innenfor rammen for den prinsipielle oppfinnelsestanke å begrense anordningen av begynnelsesgap f. eks. 13 til den ene eller andre av de to grupper av passasjer, f. eks. til passasjene 6. I så tilfelle vil, når disse gap lukkes ved høyere trykk i passasjene 7 tilsvarende gap 13 åpnes i disse passasjer. Det er imidlertid for-delaktig å ha et begynnelsesgap i begge grupper passasjer, skjønt i slikt tilfelle blir virkningen av utbuktningen, dvs. utvidel-sen av gapet 13 til 13' dobbelt så stor.

Selv om oppfinnelsen i den foregående beskrivelse og vedføyede tegninger er

blitt beskrevet og vist i forbindelse med

bare en type av varmeutveksler, er det underforstått at denne redegjørelse er bereg-net som illustrasjon og ikke har begrensende hensikt, men snarere ment som eksempel for å gi en klar oppfatning av oppfinnelsen.

Claims (3)

1. Varmeutvekslingssystem for to varmeutvekslende fluider med innbyrdes forskjellig trykk, hvorav i det minste det ene

fluidum inneholder faste partikler, omfattende en platevarmeutveksler bestående av en pakke av med innbyrdes mellomrom an-ordnede bøyelige varmeoverføringsplater av tynt materiale, idet annethvert av disse mellomrom tilsammen danner en gruppe gjennomløp for det ene fluidum og de øvrige av disse mellomrom tilsammen danner en annen gruppe gjennomløp for det annet fluidum, idet nevnte plater langs i det minste deler av sine ytterkanter er fiksert hva angår platenes stilling i forhold til hverandre, og hvor der er anordnet distanseelementer i mellomrommene mellom platene, karakterisert ved kombinasjonen av følgende i og for seg kjente trekk, nemlig at distanseelementer (12) er tilpasset for å tillate at de hvert gjennom-løp avgrensende plater (4) i området mellom platenes (4) ytterkanter under innvirkning av overtrykk fra nærliggende gjennomløp bukter seg inn mot hverandre, samt at det er anordnet kanalutvekslings-anordninger for periodisk å bringe de varmeutvekslende medier til å bytte gjennom-løpsveier med hverandre gjennom varmeutveksleren.

2. Varmeutvekslingssystem som angitt i påstand 1, karakterisert ved at varmeoverføringsplatene i sine kantpartier mellom de steder hvor de er forsynt med avstandsgivende elementer og de fast fik-serte ytterkanter i ubelastet tilstand har krumlinjet tverrsnitt.

3. Varmeutvekslingssystem som angitt i påstand 1, karakterisert ved at de distansegivende elementer er tilpasset slik at de nærmest overføringsplatenes ytterkanter beliggende elementer tillater mindre grad av innbuktning nærbeliggende plater seg imellom enn de lenger inn i varmeutvekslingsystemet beliggende distanseelementer, eventuelt slik at graden av mulig innbuktning øker kontinuerlig fra nevnte ytterkanter til platens sentrale parti.