NO149294B - Varmeveksler av termoplast. - Google Patents

Varmeveksler av termoplast. Download PDF

Info

Publication number
NO149294B
NO149294B NO801256A NO801256A NO149294B NO 149294 B NO149294 B NO 149294B NO 801256 A NO801256 A NO 801256A NO 801256 A NO801256 A NO 801256A NO 149294 B NO149294 B NO 149294B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
plate
plates
openings
elements
opening
Prior art date
Application number
NO801256A
Other languages
English (en)
Other versions
NO149294C (no
NO801256L (no
Inventor
Martval John Hartig
William Robert Hasek
Original Assignee
Du Pont
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Du Pont filed Critical Du Pont
Publication of NO801256L publication Critical patent/NO801256L/no
Publication of NO149294B publication Critical patent/NO149294B/no
Publication of NO149294C publication Critical patent/NO149294C/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/0056Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another with U-flow or serpentine-flow inside conduits; with centrally arranged openings on the plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F28F21/065Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing plate-like or laminated conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/10Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/102Particular pattern of flow of the heat exchange media with change of flow direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår forbedrede varmevekslere av termoplast bygget opp av individuelle varmevekslerelementer som er fremstilt av to plater av termoplastisk film og har for-høyninger som strekker seg fra den ene av platene mot den annen plate samt har åpninger for å lede et fluid . til og fra elementet.
Varmevekslere har lenge vært kjent og er tradisjonelt blitt fremstilt av metalliske bestanddeler. I den senere tid er det imidlertid blitt fremstilt varmevekslere av plast,
deri innbefattet termoplast. Skjønt en varmeveksler av termoplast for en gitt anvendelse må ha større varmeoverførings-flate enn en metallvarmeveksler, har den fordelen av å være lettere og betydelig rimeligere enn en metallvarmeveksler. Eksempelvis beskriver US patentskrift nr. 4 069 807 en varmeveksler av termoplast som omfatter individuelle varmevekslerelementer, og hvor hvert enkelt element innvendig er inndelt i mange lange, smale kanaler. Det oppstår problemer med slike varmevekslere når de anvendes for væske eller et kondenserende system i elementene, spesielt ved lave strømningshastigheter og når det benyttes tynne elementer, da gassdannelse, i tilfelle av en sirkulerende væske, og dannelse av små væskedråper i tilfelle av et kondenserende system, ofte hindrer strømningen gjennom de smale kanaler og forstyrrer varmeoverføringen. Selv når fluidet i elementene er en gass, kan kondensasjon av små væskedråper blokkere kanalene og hindre effektiv varmeover-føring. Dessuten må reguleringen av strømningen til og fra kanalene i slike elementer skje ved anvendelse av inntaks- og uttakskammere ved kanalendene, hvilket nødvendiggjør en kom-pleks utformning og tetning for å sikre den riktige strømning av fluidet. Følgelig har det vært et behov for en forbedret varmeveksler av termoplast.
De nye varmevekslere som nu tilveiebringes, er i likhet med tidligere kjente plastvarmevekslere, jfr. fransk patentskrift nr. 2230403, av den art som er angitt i krav l's, 2's bg 6's innledning. '
Det særegne ved varmevekslerne ifølge oppfinnelsen er angitt i den karakteriserende del av kravene 1, 2 og 6. Et viktig felles trekk i de tre nevnte kravs karakteriserende deler består i at en kombinasjon av forhøyninger og minst én skillevegg er tilstede i det minste i noen av varmevekslerelementene. Ved hjelp av denne kombinasjon kan det fremstilles plastvarmevekslere som, samtidig med at de er solide og stabile i drift, har brede fluidstrømningskanaler.
De nye varmevekslere vil nedenfor bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 er en perspektivskisse av en del av en varmeveksler fremstilt av en termoplast. Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom ett av elementene i varmeveksleren vist på fig. 1. Fig. 3 viser perspektivisk, forstørret og delvis i snitt, en del av et element i varmeveksleren vist på fig. 5. Fig. 4 viser et annet oppriss av varmeveksleren ifølge oppfinnelsen. Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom en av de typer elementer som er benyttet i varmeveksleren vist på fig. 4. Fig. 6 viser et tverrsnitt gjennom den andre av element-typene anvendt i varmeveksleren ifølge fig. 4.
Fig. 7 og 8 viser deler av snitt gjennom elementer som
kan anvendes i stedet for de som er vist på fig. 5 og 6.
Figurene 1, 2 og 3 illustrerer en utførelse av varmeveksleren ifølge oppfinnelsen. Idet det først henvises til det spesifikke varmevekslerelement som er vist på fig. 3, er plater 151 og 152, som er fremstilt av en termoplastisk film og tjener som varmevekslingsflater, anordnet på avstand fra hverandre. De mot hverandre vendende overflater av de to plater er festet til hverandre nær platenes kanter, i denne utførelse ved hjelp av kantskillevegger, av hvilke kun én , nemlig kantskillevegg 153, er vist i dette delsnitt.
Fordelt over rommet som avgrenses av de to plater og av kantskilleveggene, er det anordnet et antall forhøyninger 168 som strekker seg fra plate 152 mot plate 151. Forhøyningene 168 tjener til å holde platene 151 og 152 på avstand fra hverandre, slik at platene hindres i å klappe sammen, hvilket ville begrense eller stoppe strømmen av fluid mellom platene. En kanalskillevegg 165 strekker seg mellom og er festet til mot hverandre vendende overflater av platene 151 og 152 og tjener som en skillevegg mellom kanaler for å rette strømningen av et første fluid inn i en avgrenset bane mellom de to plater.
Fordi kantområdene av platene 151 og 152 er fleksible, kan disse forbindes direkte med hverandre uten bruk av noen kantskillevegg 153. Likeledes vil der, når det ønskes fremstilt et varmeoverføringselement med bare én fluidkanal, ikke bli benyttet noen kanalskillevegg.
Bruken av forhøyninger for å holde kanalene åpne gjør det mulig å anvende brede kanaler,.dvs. kanaler som er tilstrekkelig brede til at blokkering av kanalen som følge av gassbobler eller små væskedråper ikke vil finne sted. Slike kanaler ville ellers kunne klappe sammen, dersom der ikke var forhøyninger tilstede. Skjønt gassbobler eller små væskedråper likevel vil kunne dannes i varmevekslerelementet, vil de bare lokalt hindre varmeoverføringen og strømningen og ikke fullstendig stoppe strømmen av fluid gjennom kanalen.
Som vist ved forbindelsen 171 mellom kantekillevegg 153
og plate 152, v ed forbindelsen 172 mellom kanalskillevegg 165 og plate 152 og ved forbindelsen 173 mellom forhøyning
.168 og plate 152 er kantskilleveggene, forhøyningene og kanalskilleveggene fortrinnsvis utformet i ett stykke med plate 152. Plate 152 med forhøyninger 168 kan hensiktsmessig fremstilles ved ekstrudering av en termoplast fra en egnet dyse til en mønstret trommel etter den metode som er beskrevet i alle de tre US patentskrifter nr. 3 509 005, 3 515 778 og 3 635 631, og kantskilleveggene og kanalskilleveggene, dersom slike skal være tilstede, fremstilles samtidig. I enkelte tilfeller kan platen 152, forhøyningene og skilleveggene også fremstilles ved sprøytestøping. Platen 151 festes så i kantene til platen 152,' f. eks. ved varmforsegling eller med et egnet klebemiddel, fortrinnsvis ved varmforsegling, enten direkte som ovenfor angitt eller ved forsegling til oversiden 174 av kantskilleveggen 153 og til oversiden av andre kantskillevegger
som ikke er vist, til oversiden 175 av kanalskilleveggen 165
og til oversiden av alle andre kanalskillevegger, dersom slike skillevegger er tilstede. En egnet metode for forsegling av platen 152 til oversiden av kantskilleveggene og kanalskilleveggene er beskrevet i US patentskrift nr. 3 821 051.
Skjønt forhøyningene 168 kan være kortere enn høyden av skilleveggene, foretrekkes det at de strekker seg til og er festet til platen 151. Når forhøyningene 168 festes til platen 151, kan også dette hensiktsmessig utføres ved å feste oversiden 176 av hver enkelt forhøyning 168 til platen 151 ved varmforsegling eller ved hjelp' av et egnet klebemiddel, fortrinnsvis ved varmforsegling. Det foretrekkes å forbinde for-høyningene 168 med begge plater 151 og 152, da dette forhindrer utbuling av platen 151 og 152 når trykket av det første fluid
i varmeoverføringselementet overskrider trykket av det annet fluid som er i kontakt med elementets ytterflater. Dersom en slik utbuling ikke ble forhindret, ville strømningen av det andre fluid i kontakt med elementets ytterflater kunne begrenses eller stoppes.
Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom et varmevekslerelement. Platen 152, som består av en termoplastisk film, bærer kantskillevegger 153, 154, 155 og 156 festet til platens kanter. Rommet inne i elementet er inndelt i kanaler 157, 158, 159, 160, 161 og 162 ved hjelp av kanalskillevegger 163, 164, 165, 166
og 167, som er festet til platen 152 som ovenfor beskrevet. Forhøyninger 168, som det bare er vist tre grupper av på fig.2, rager opp fra platen 152 i samtlige av kanalene. Platen 152
har to åpninger, nemlig en første åpning 169, gjennom hvilken det første fluid innføres i elementets indre, og en andre åpning 170 gjennom hvilken det første fluid tas ut fra elementet. Det første fluid strømmer gjennom kanalene i den retning som er vist ved pilene.
Antallet av kanaler 157 osv. kan variere fra e'n kanal og opp til et hvilket som helst' antall som måtte være ønskelig eller nødvendig for en gitt varmeveksling.
Elementet med seks kanaler som vist på fig. 2, er bare et typisk eksempel og egner seg for mange applikasjoner hvor seks varmevekslingstrinn ønskes. Varmevekslerelementene kan ha enten et likt eller et ulikt antall kanaler, og plasseringen av åpning 170 gjennom hvilken det første fluid tas ut, vil variere. Den vil bli plassert ved nedstrømsenden av den siste kanal gjennom hvilken det første fluid strømmer.
På fig. 1 er det perspektivisk vist et utsnitt av en
typisk varmeveksler ifølge oppfinnelsen. Pilene i tilknytning til henvisningstallene 2,2 angir orienteringen av snittet vist på fig. 2.Fem individuelle varmevekslerelementer 101, 102, 103, 104 og 105 er vist. På denne figur sees plater 151 og 152 og kantskillevegger 153 og 154. Hver av platene 151 og 152 og de tilsvarende plater i alle de øvrige elementer 102 osv. med unntak av det siste element (ikke vist) har både en første og en andre åpning som ikke sees på denne figur, såsom første åpning 169 og andre åpning 170 som sees på fig. 2. Alle de første åpninger er innrettet på linje og alle de andre åpninger er innrettet på linje. Det siste element (ikke vist) har en første og andre åpning kun i den første plate, dvs. den plate som vender mot naboelementet. Der er ingen åpning i den andre plate, dvs. den plate i. det siste element som er lengst fra det nestsiste element. En første rekke av koaksiale linjer 106, 107,
108, 109 og 110 er anbragt slik at hver ring ligger mellom og er festet til naboelementer. Ringene er anordnet slik at de omgir de første åpninger i de plater de er i kontakt med. Eksempelvis er ring 106 festet på platen 152, slik at den omgir den første åpning 169, og den er festet til platen 150 således at den omgir den tilsvarende første åpning i denne plate. På tilsvarende måte er en andre rekke av koaksiale ringer 111,
112, 113, 114 og 115 anbragt slik at hver ring ligger mellom og er festet til naboelementer, idet ringene er anordnet slik at de omgir de andre åpninger i platene de er i kontakt med. Eksempelvis er ring 111 festet på platen 152 således at den omgir den andre åpning 170 og likeledes festet på platen 150 således at den omgir den tilsvarende andre åpning i denne plate. Avstandslister 116, 117, 118, 119 og 120 er anbragt mellom nabopar av varmevekslerelementer for å bidra til å holde elementene på avstand frå hverandre. Avstandslistene bør være' festet for å forhindre dem i å komme ut av stilling. Dette kan gjøres f.eks. ved å feste dem til varmevekslerelementene ved varmforsegling eller med et egnet klebemiddel. Det er ikke nød-vendig å feste avstandslistene til elementene over hele deres
lengde, idet det er tilstrekkelig å feste dem ved hver ende av listen., Passasjer 131 , 132, 133, 134 osv., og tilsvarende passasjer på den motsatte side av avstandslistene, benyttes for det andre fluid som skal varmeveksles med det første fluid. Avstandslistene er anordnet hovedsakelig vinkelrett på retningen i hvilken det første fluid strømmer gjennom kanalene i elementene, hvorved de tjener til å lede strømmen av det andre fluid i en retning som er hovedsakelig vinkelrett på strømningsretningen for det første fluid. To hule, sylindriske rørtilslutninger er festet til platen 151, idet en første rørtilslutning 121 omgir den første åpning i platen 151 og en andre rørtilslutning 122 omgir den andre åpning i platen 151. Rørtilslutningene tjener som innretninger for tilkobling av rør, slanger eller andre føringer til varmeveksleren for til-førsel av det første fluid til varmevekslerelementetog uttagning derfra.
Tilsammen utgjør rørtilslutning 121 og ringer 106, 107,
108 osv. en diskontinuerlig kanal som tjener til å fordele det første fluid til innsiden av varmevekslerelementene 101,
102, 103, osv. På tilsvarende måte utgjør rørtilslutning 122
og ringer 111,' 112, 113 osv. en diskontinuerlig kanal som tjener til å oppsamle det første fluid fra innsiden av samtlige varmevekslerelementer 101, 102, 103, osv. Rørtilslutningene kan være plassert anderledes, men på en måte som er funksjonelt ekvivalent med den ovenfor beskrevne. Det er kun nødvendig at den første og den siste plate i varmeveksleren, dvs. den første plate i det første element og den andre plate i det siste element, altså platene som vender bort fra naboelementene, tilsammen har to åpninger. Begge åpninger kan være anordnet i enten den første plate eller i den siste plate, eller hver plate kan ha en åpning. I hvert tilfelle vil diskontinuerlige kanaler sørge for riktig fordeling og oppsamling av det første fluidum.
Det vil forståes at en varmeveksler kan ha et antall varmevekslerelementer som varierer fra ett enkelt element til så mange elementer som det vil være ønskelig for en gitt an~ vendelse. Dette antall kan nå opp i. flere hundre.
Det er hensiktsmessig at ringene 106 - 110 og 111 - 115
er sirkelrunde. De kan festes til platene 152 og 150 og andre
lignende plater ved varmforsegling eller ved hjelp av et egnet klebemiddel, fortrinnsvis ved varmforsegling. En foretrukken metode for sammenbinding av delene er en metode som går under navnet elektromagnetisk binding eller magnetisk varmforsegling, og hvor et materiale som omfatter en egnet termoplast, såsom polyethylen, og et magnetisk materiale, såsom jern, stål, jernoxyd eller et ferritt, i form av partikler i størrelsesområdet mikron eller derunder påføres alle de steder hvor en forsegling skal dannes, hvoretter det hele anbringes i et høyfrekvent magnetisk felt i en elektrisk induksjonsgenerator, hvorved materialet oppvarmes og danner en sikker binding til de terrno-plastdeler som det er i kontakt med. Slike forseglingsmaterialer er kjent i faget og fåes på markedet i mange former, deriblant som støpte og ekstruderte artikler, såsom filmer og pakninger, væske- eller pastamaterialer i vandige eller oppløsningsmiddel-baserte bindemiddelsystemer, og varmsmelter. Opplysninger vedrørende metoden vil finnes i Modern Plastics, Encyclopedia, 1977-78 utg. McGraw-Hill, N.Y., oktober 1977, sider 420-21, "Elektromagnetic Bonding", og sider 424-25, "Magnetic Heat-Sealing". Ytterligere informasjon vedrørende teknikken og typiske materialer som egner seg for slike forseglinger, finnes f.eks. i US patentskrifter nr. 3 620 875, 3620 876, 3 461 014 og 3 779 564.
En metode, som er den foretrukne metode, til å utforme fordelings- og oppsamlingssystemene for det første fluid til og fra innsiden av varmevekslerelementene går ut på å feste ringene 106, 107 osv. og 11, 112 osv. til plater 152, 150 osv. før den første og andre åpning, eksemplifisert ved åpninger 169 og 170, er blitt tildannet. Dette vil si at hvert enkelt varmevekslerelement først fremstilles uten noen første eller andre åpning. Ringer 106 osv og 11 osv. festes så på de steder hvor åpninger 169 og 170 og tilsvarende åpninger i de øvrige plater skal dannes. Også rørtilslutninger 121 og 122 festes til platen 151 på de steder hvor åpningene i platen 151 skal dannes. Åpningene skjæres så ut ved at der føres inn en rør-formet skjæreinnretning gjennom.den sammensatte enhet, på innsiden av hver rekke av koaksiale ringer. Åpningene kan skjæres ut gjennom samtlige plater, bortsett fra den andre plate i det siste varmevekslerelement. Alternativt kan åpningene skjæres ut gjennom begge plater i samtlige elementer inklusive det siste element, hvoretter de to åpninger i den andre plate i det siste element lukkes med en termoplastisk film, en skive eller en skållignende del. Dersom skållignende deler anvendes, kan disse festes på plass før åpningene skjæres ut, dvs. samtidig med at ringene og rørtilslutningene festes på plass.
Det er mulig fullstendig å eliminere bruken av ringer 106, 107 osv. og 111, 112 osv., i hvilket tilfelle nabopar av ele-m enter festes direkte til hverandre i ringformede felter rundt de første og andre åpninger. Den direkte festeforbindelse kan oppnåes ved varmforsegling eller ved anvendelse av et klebe-middelmateriale som lar seg varme opp ved induksjonsoppvarmning, som ovenfor beskrevet. Eksempelvis kan ringformede felter rundt åpninger 169 og 170 i platen 152 festes direkte til tilsvarende ringformede felter rundt tilsvarende første og andre åpninger i platen 150. En måte å oppnå dette på er å forsegle tilpassede sirkulære felter før åpningene dannes og deretter foreta en gjennomskjæring av den sammensatte enhet med en rørformet skjæreinnretning av diameter mindre enn diameteren av de forseglede sirkulære felter. Selvfølgelig vil det også da være nødvendig med rørtilslutninger J.21 og 122 og lukkedeler over eventuelle åpninger som skjæres ut i den andre plate i det siste varmevekslerelement som ovenfor nevnt. Sammenfesting av de enkelte varmevekslerelementer på denne måte er mulig, fordi platene 150, 151, 152 og tilsvarende plater er gjort av fleksibel termoplast, slik at elementene 101, 102 osv. ikke er helt stive. Når varmevekslerelementene festes til hverandre på denne måte uten ringer 106 osv.og 11 osv., kan det være hensiktsmessig å montere varmeveksleren og utføre forseglingene rundt de første og andre åpninger før avstandslistene 116, 117 osv. anbringes på plass. Etter at forseglingen rundt de første og andre åpninger er foretatt trekkes varmevekslerelementene forsiktig tilstrekkelig meget ut fra hverandre til å tillate innsetting av avstandslistene, som så festes.
Avstandslistene 116, 117 osv., representerer et valgfritt trekk, idet også andre innretninger kan tjene til å holde varmevekslerelementene på avstand fra hverandre. Eksempelvis kan de enkelte varmevekslerelementer forsynes ved varmformning ved fremspring eller forhøyninger, vanligvis et større antall slike, som strekker seg mot et tilstøtende element. I ett slikt arrangement kan varmevekslerelementene fra og med til det nestsiste element modifiseres ved varmformning på denne måte. Også det første og det siste element vil kunne varmdeformeres på denne måte, men dette er ikke nødvendig. I et annet slikt arrangement kari alternerende elementer (dvs. hvert annet element) varmdeformeres for tildannelse av forhøyninger som rager ut fra begge plater. Eksempelvis kan elementer med like tall varmdeformeres på denne måte, mens det da ikke vil være nød-vendig å varmdeformere elementene med ulike tall. Det er.kun nødvendig at der er fremspring eller forhøyninger på et tilstrekkelig antall plater til at elementene holdes på avstand fra hverandre.
Forhøyningene 168 kan hensiktsmessig ha sirkulært tverrsnitt, eller de kan ha en hvilken som helst annen ønsket
form, idet tverrsnittet f.eks. kan være trekantet, ovalt> strømlinjet, rektangulært, osv., etter ønske.
Forhøyningene kan være anordnet forskjøvet i forhold til hverandre eller i rektangulært mønster, trekantmønster eller et hvilket som helst annet fast eller tilfeldig mønster. Om ønskes, kan enkelte av forhøyningene også forbindes med hverandre ved hjelp av partielle skillevegger, som kan være nyttige f.eks. for å dirigere eller regulere strømningen av fluid. Høyden av slike partielle skillevegger vil vanligvis være mindre enn halvparten av avstanden mellom de to plater i varmevekslerelementet.
Platene 151 og 152 kan variere i tykkelse fra 0,0254 mm
til 0,635 mm. Skjønt varme vil forplante seg hurtigere gjennom de tynnere plater, er de vanskeligere å fremstille og mindre robuste enn tykkere plater. Plater med større tykkelse enn 0,635 mm overfører varme for langsomt og benyttes sjelden,
annet enn for drift ved høye trykk. Platene gjøres så tynne som mulig under hensyntagen til de trykk hvorunder de skal anvendes, og under hensyntagen til formen på forhøyningene og skilleveggene. For de fleste anvendelser foretrekkes plater av tykkelse 0,051 - 0,127 mm.
Forhøyningene kan variere i størrelse, og, dersom de har sirkulært tverrsnitt, kan de ha diametere fra 0,127 mm til 5,08 mm. De minste diametere anvendes vanligvis for tynne plater og de større diametere for tykkere plater. Forhøyninger-av annen tverrsnittsform vil ha tilsvarende størrelse. Forhøyninger som ikke har sirkulært tverrsnitt, vil vanligvis ha den største' tverrsnittsdimensjonen stort sett i fluidets strømnings-retning, og de kan ha en lengdedimensjon på 25,4 mm eller mer. Avstanden mellom forhøyningene -kan variere fra 0,381 mm til
50,8 mm, regnet fra senter til senter. De kortere avstander egner seg for tynnere elementer og smale forhøyninger, mens de større avstander egner seg for tykkere elementer og brede forhøyninger. For de fleste formål vil sirkelrunde forhøyninger med diameter 0,51 - 2,54 mm og med senteravstand 2,54 - 7,62 mm foretrekkes.
Kantskilleveggene har en tykkelse som er lik avstanden mellom platene, som ovenfor angitt, og en bredde som varierer fra 1,27 mm til 5,08 mm. Kantskillevegger med bredde 2,54 mm er velegnede for de fleste formål.
Også kanalskilleveggene har en tykkelse lik avstanden mellom platene, og.de har en bredde som varierer fra 0,102 mm til 1,27 mm. De smalere kanalskillevegger egner seg for tynne elementer, mens tykkere kanalskillevegger egner seg for tykke elementer. Kanalskilleveggene er anordnet i en avstand fra hverandre på minst 12,7 mm for å forhindre blokkering av kanalene. Typiske kanalbredder varierer fra 25,4 mm til 127 mm. En kanalskillevegg vil støte mot en kantskillevegg, og den vil vanligvis avsluttes i en avstand fra den motstående kantskillevegg som er omtrent lik kanalenes bredde.
Avstandselementene kan hensiktsmessig ha kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt. Listens tykkelse vil bestemme avstanden mellom naboelementer og kan variere fra 1,27 mm til 25,4 mm,
idet den fortrinnsvis er fra 1,78 mm til 12,7 mm. Listens bredde vil vanligvis være lik eller litt større enn tykkelsen. Listens lengde vil være omtrent lik høyden av elementene som skal holdes på avstand fra hverandre.
Ringene 106 osv. og 111 osv har vanligvis en tykkelse lik tykkelsen av avstandslistene og har således en tykkelse fra 1,27 mm til 25,4 mm, fortrinnsvis fra 1,78 mm til 12,7 ram.
■ Diameteren vil variere med mengden av fluid som skal passere og med bredden av kanalen som skal ta i mot fluidet. Typiske ytterdiametere varierer fra 8,89 mm til 50,8 mm og typiske veggtykkelser fra 1,27 mm til 3,81 mm.
Rørtilslutningene 121 og 122 vil vanligvis ha en ytter-diameter og en veggtykkelse som svarer til de som benyttes for ringene. Rørtilslutningene kan ha varierende lengde. De
har vanligvis en lengde på minst.12,7 mm og som oftest en lengde av' fra 25,4 til 50,8 mm.
Oppfinnelsen er anvendelig på alle platevarmevekslere hvor platene er fremstilt av smeltebearbeidbare polymerer.
De Tnpst foretrukne polymerer er polyolefiner, såsom polyethylen
og polypropylen. Andre foretrukne polymerer er polyfluor-carboner, såsom copolymerer av tetraf luorethylen, f . eks... tetra-fluorethylen/hexafluorpropylen-copolymerer, og polyklorfluor-carboner, f.eks. po.lyklortrif luorethylen. I spesielle til-, feller kan også andre polymerer, såsom acrylnitril/butadien/ styren-polymerer, polymethylmethacrylat, polyfenylenoxyd, poly-sulfoner, polyamider, polyestere, polyklorcarboner, nitril-polymerer og polymerblandinger, f.eks. en blanding av polyfenylenoxyd og polystyren, anvendes.
Om ønskes, kan filmplatene forsterkes ved tilsetning av forsterkende fyllstoffer, såsom orienterte polymerfibere eller glassfibere. Likeledes kan platene være biaksialt orientert for å øke styrken og redusere filmtykkelsen. Orienterte filmer eller vevede ikke-vevede stoffer kan også kombineres med eller innlemmes i elementets to plater.
Størrelsen av varmevekslingsflaten i en varmeveksler ifølge oppfinnelsen og varmevekslerens totaldimensjoner vil variere meget, alt etter typen og de tilførte mengder av fluidene mellom hvilke varmevekslingen skal finne sted, det gitte systems varmeoverføringskoeffisient og varmemengden som skal overføres. Den aktive varmeoverføringsflate kan variere fra noen få tiendedelers kvadratmeter til tusener av kvadratmeter. De to lengste dimensjonene av de enkelte varmevekslerelementer kan variere fra noen få centimeter til flere meter. Lengden kan være 30 m eller mer. Når avstandslister benyttes vil disse vanligvis være plassert i en avstand av fra 50,8 mm til 152,4 mm fra hverandre. Varmeveksleren kan ha alt fra noen få varmevekslerelementer til hundrevis av elementer.
Et eksempel på en varmeveksler ifølge oppfinnelsen er en varmeveksler fremstilt av polyethylen med høy tetthet. Denne varmeveksler egner seg for en gass-væske-varmeveksleroppgave hvor varme fra vann av 48,9 - 85°C overføres til luft i en mengde av inntil 15.100 kcal/h. Elementene er 0,61 m lange og 0,305 m høye og er innrettet som vist på fig. 2. Platene 151 og 152 er 0,0762 mm tykke. Avstanden mellom platene er 0,863 mm. Kantskilleveggene er 0,863 mm tykke og 2,54 mm brede. Kanalskilleveggene er 0,863 mm tykke og 0,203 mm brede og strekker seg over platene i en lengde av 559 mm, idet de starter alternativt fra motstående sider av platene, slik at kanalene forbindes med hverandre i plateendene under dannelse av en slynget strømningsbane for det første fluid , som er vann. Forhøyningene 168 har sirkelrundt' tverrsnitt av diameter
0,889 mm, er 0,863 mm tykke og er festet til begge plater 151 og 152. De er blitt dannet under ekstruderingen av den ene plate og er deretter varmforseglet til den annen plate. De er ordnet i et trekantmønster med senteravstand 3,18 mm. Elementets totale tykkelse er 1,016 mm. Hver av de seks kanaler er ca.
50,8 mm bred.
Varmeveksleren har 125 slike varmevekslerelementer. Elementene er festet sammen ved hjelp av to rekker av polyethylen-ringer 106, 107 osv. og 111, 112 osv., idet hver ring er 2,54 mm tykk og har en utvendig diameter på 19,05 mm og en innvendig diameter på 12,7 mm. De to rekker er plassert ved nabohjørner av elementene, den ene koaksiale rekke ved inngangen til den første strømningskariale og den andre koaksiale rekke ved enden, av den siste strømningskanal. To rørtilslutninger 121 og 122, som hver er 38,1 mm lang og har en utvendig diameter på 19,05 mm og en innvendig diameter på 12,7 mm, er festet til den første plate i det. første element, idet en rørtilslutning er plassert koaksialt med hver av rekkene av ringer. Ringene og.rørtil-slutningene er festet til elementene ved forsegling ved hjelp av et induktivt oppvarmet materiale omfattende polyethylen og magnetisk jernoxyd. De første åpninger, eksemplifisert ved åpning 169, og de andre åpninger, eksemplifisert ved åpning 170, er så blitt skåret ut ved innføring av en rørformet skjæreinnretning av diameter 12,7 mm gjennom hele denne sammensatte enhet, en gang gjennom.den første rekke av koaksiale ringer og en gang gjennom den andre rekke av koaksiale ringer. De første og andre åpninger som er blitt skåret ut i den andre plate i det siste (125ende) varmevekslerelement er så blitt lukket ved anbringelse over hver- åpning av en polyethylen-skive av tykkelse 2,54 mm og diameter 19,05 mm, under anvendelse av den ovenfor beskrevne forseglingsteknikk. Avstandslister av lengde 304,8 mm, tykkelse 2,54 mm og bredde 2,54 mm innsettes så mellom tilstøtemde elementer og anordnes paral-lelt med kantskillevegger 153 og 155, dvs. i en retning hovedsakelig vinkelrett på kanalskilleveggene og fluidets strømningsretning gjennom kanalene. De festes ved begge ender til begge de to tilstøtende elementer, ved hjelp av den ovenfor beskrevne forseglingsteknikk. Fem avstandslister anbringes mellom hvert tilstøtende par av plater, på senterlinjer i avstand ca. 121,9 mm fra hverandre, idet en list plasseres nær elementenes kanter ved kantskilleveggen 155 og de til--svarende kantskillevegger i de øvrige elementer. Således dannes der mellom naboelementer passasjer for det annet fluid , som er luft. Denne strømmer i passasjene i en retning som er paral-lell med avstandslistene. Som ovenfor angitt er elementenes dimensjoner i planet 0,305 m x 0,61 m. Varmevekslerens tykkelse, gjennom de 125 .elementer og 124 passasjer som skiller elementene fra hverandre, er ca. 442 mm.
I bruk vil varmeveksleren vanligvis være montert i et hus (13) som slutter tett rundt fire sider av varmeveksleren og tilveie-bringer kammere for fordeling av det andre fluid til passasjene mellom elementene og for oppsamling av det andre fluidum når dette strømmer ut av passasjene. De fire sider rundt hvilke huset slutter tett, er (1) siden ved kantskilleveggen 153 og de tilsvarende kantskillevegger i de øvrige elementer, (2) siden ved kantskilleveggen 155 og de tilsvarende kantskillevegger i de øvrige elementer, (3) siden ved den første plate i det første element, dvs. plate 151, og (4) siden ved den andre plate i det siste element, idet den andre plate er den plate som vender bort fra det nestsiste element.
Eventuelt kan en flat plate av en termoplastisk film festes til den side av varmeveksleren som befinner seg ved kantskilleveggen 153 og de tilsvarende kantskillevegger i de øvrige elementer, og en andre slik plate festes til den side som befinner seg ved kantskilleveggen 155 og de tilsvarende kantskillevegger i de øvrige elementer. Slike plater befordrer en mer positiv tilbakeholdelse av det andre fluid i de passasjer mellom elementene som befinner seg ved hver ende av elementpakken. For samme formål er det også mulig å fremstille de enkelte varmevekslerelementer med to smale strimler av ekstra film ved kantskilleveggen 153 og 155, som en for-lengelse av enten plate 151 eller 152. Etter at varmeveksleren er montert som ovenfor beskrevet kan de smale strimler av ekstra film på det ene element bøyes og forsegles til de hosliggende kanter av det neste element.
I en annen utførelse består oppfinnelsen i en varmeveksler som omfatter
minst 3 parallelle, i det vesentligste flate plater av en termoplastisk film,
kantskillevegger som forener hvert par av naboplater nær platenes kanter, idet platene og kantskilleveggene avgrenser passasjer for fluider, således at alternerende passasjer
som begynner med den første passasje, er passasjer for det første fluid og alternerende passasjer som begynner med den andre passasje, er passasjer for et andre fluid,
forhøyninger i i det minste annen hver passasje, hvilke for-høyninger er festet til én av platene som avgrenser passasjen og strekker seg mot den andre av platene som avgrenser passasjen,
at hver plate, unntatt den første og den siste, har fire åpninger, idet den første og den siste plate tilsammen har fire åpninger, og åpningene fordeler seg på fire sett, idet samtlige åpninger i hvert sett er innrettet på linje og et sett av første åpninger og et sett av andre åpninger er anordnet i nabostilling til hverandre, mens et sett av tredje åpninger og et sett av fjerde åpninger er anordnet i nabostilling til hverandre, idet settene av tredje og fjerde åpninger er anordnet fjernt fra settene av første og andre åpninger,
og at den videre omfatter
en rekke første koaksiale ringer anordnet i nevnte første passasjer, med én første ring i hver første passasje,idet hver
ring er festet til hosliggende overflater av platene som avgrenser den første passasje, og omgir de første åpninger i disse plater,
en rekke av andre koaksiale ringer anordnet i nevnte andre passasjer, med én andre ring i hver andre passasje, idet hver ring er festet til hosliggende overflater av platene som avgrenser den andre passasje, og omgir de andre åpninger i disse plater, en rekke av tredje koaksiale ringer anordnet i nevnte første passasjer, med én tredje ring i hver første passasje, idet hver ring er festet til hosliggende overflater av platene som avgrenser den første passasje, og omgir de tredje åpninger i disse plater,
en rekke av fjerde koaksiale ringer anordnet i de andre passasjer, med én fjerde ring i hver andre passasje, idet hver ring er festet til hosliggende overflater av platene som avgrenser den andre passasje, og omgir de fjerde åpninger i disse plater, samt fire hule, sylindriske rørtilslutninger, således at det til hver av de fire rekker av ringer er koaksialt anordnet en rørtilslutning, idet hver rørtilslutning er festet enten til den første eller til den siste plate og omgir én av de fire åpninger som tilsammen finnes i den første og den siste plate.
I denne utførelse er det første og det andre fluid
henvist til henholdsvis første passasjer og andre passasjer,
idet hver enkelt passasje er avgrenset av to nabofilmplater og kantskilleveggene som forbinder disse. Også i dette tilfelle sikres adgangen til passasjene ved hjelp av en diskontinuerlig kanal av den ovenfor beskrevne type, men i dette tilfelle er ringene fremstilt som en integrerende del av varmevekslerens elementer når de flate plater med kantskillevegger fremstilles.
Et sideriss av en slik utførelse er vist på fig. 4. Varmeveksler 201 omfatter flere elementer 202 og flere elementer 203 som er ordnet slik at de alternerer , og som er festet til hverandre. Den på fig. 4 viste varmeveksler har fem elementer 202 og fire elementer 203. Det vil forståes at antallet elementer 202 kan være et like tall eller et odde tall, at antallet elementer 203 kan være et like tall eller et odde tall, og at det totale antall av de to typer elementer kan være et like tall eller et odde tall, men at de to typer elementer alltid
vil være ordnet slik de alternerer. Varmeveksleren kan ha ned
til bare ett element av hver type, men har fortrinnsvis flere elementer av hver type og kan ha hundrevis av elementer. I utførelsen som er vist på fig. 4 har elementene 203 større tykkelse enn elementene 202. Pilene som er vist i forbindelse med.tallene 5,5 og 6,6 på fig. 4 viser orienteringen av snittene vist på fig. 5 og 6.
Et snitt gjennom elementet 202 er vist på fig. 5. Det omfatter en flat plate 221 av en termoplastisk film, av hovedsakelig rektangulær form, med kantskillevegger 204, 205, 206 og 207 festet til platen 221 nær dennes kantpartier. De indre partier utgjør en passasje som er inndelt i kanaler, nemlig seks kanaler i dette eksempel, ved hjelp av kanalskillevegger 208, som likeledes er festet til platen 221. Også ringer 209 og 210 er festet til platen 221, på steder som ligger langt fra hverandre. En ring er anbragt ved den første kanals opp-strømsende for opptak av det første fluid i denne passasje, og den annen ring er plassert ved den siste kanals nedstrøms-• ende for innføring av det første fluid i denne passasje. Samtlige av kantskilleveggene, kanalskilleveg<g>ene og ringene som'utgjør deler av elementet 202, rager opp i samme høyde fira plate 221. I elementets 202 kanaler er det anordnet for-høyninger 268, av hvilke det kun er vist tre grupper, som rager opp fra plate 221. Forhøyningene 268 kan være lavere enn skilleveggene og ringene, men er fortrinnsvis av samme, høyde som skilleveggene og ringene. Kantskilleveggene, kanalskilleveggene, ringene og forhøyningene rager alle opp fra den samme side av plate 221. Det første fluids strømnings-mønster i kanalene er vist ved piler.
Elementet 203 er vist i snitt på fig. 6. Det ligner elementet 202, men der er visse avvik. En flat filmplate 222 avgrenses av kantskillevegger 211 , 212, 213 og 214. De indre partier utgjør en passasje som er inndelt i kanaler ved hjelp av kanalskillevegger 215. Ringer 216 og 217 er anordnet fjernt fra hverandre, med én ring ved den første kanals oppstrømsende for innføring av det andre fluid i denne passasje, og den annen ring anordnet ved den siste kanals nedstrømsende for innføring av det andre fluid. i denne passasje. Samtlige kantskillevegger, kanalskillevegger og ringer i elementet 203 har samme høyde, hvilken i dette eksempel er større enn høyden høyden av skilleveggene og ringene i element 202. I kanalene 203 er det anordnet forhøyninger 269 som rager opp fra plate 222. Også disse kan være lavere enn skilleveggene og ringene, men er fortrinnsvis av samme høyde som disse. Kantskilleveggene, kanalskilleveggene, ringene og forhøyningene rager alle opp fra den samme side av plate 222. Det annet fluids strømningsmønster i kanalene er vist ved piler.
I varmeveksleren 201 har hver av filmplatene 221 og
222 (bortsett fra de to endeplater 223 og 228, av grunner som vil bli forklart nedenfor),fire åpninger. Platen 202 har åpninger 301, 302, 303 og 304, mens platen 203 har åpninger 311, 312, 313 og 314. Åpningene 301 og 303 ligger innenfor og. omgis av ringene 209 og 210, mens åpningene 312 og 314 ligger innenfor ringene 216 og 217. Ringene og åpningene er anordnet slik at samtlige åpninger 301 og 311 er innrettet på linje i varmeveksleren 201. På tilsvarende måte er åpningene 302 og 313 innrettet på linje og likeledes' henholdsvis åpninger 303 og 313 og åpninger 304 og 314. Som ovenfor forklart i forbindelse med varmeveksleren vist på fig. 1 skjæres åpningene vanligvis ut etter at enkeltelementene :202 og 203 er blitt montert og festet til hverandre.
Varmeveksleren 201 monteres ved at elementer 202 og 203 stables alternerende i det ønskede antall. De kan festes til hverandre ved varmforsegling eller med et klebemiddel, fortrinnsvis med et materiale som lar seg oppvarme ved induksjon, som ovenfor beskrevet. Den åpne side av det første element 202 lukkes for dannelse av en første passasje ved at en flat filmplate 223 anbringes over den og forsegles til den. Under monteringen er det tilstrekkelig at oversiden av kun kantskilleveggene og ringene i hvert element festes til baksiden av det tilstøtende element. Skjønt det ikke er nødvendig å forbinde oversiden av kanalskilleveggene og forhøyningene til baksiden av det tilstøtende element, foretrekkes det imidlertid å gjøre dette. I det på fig. 4 viste delsnitt sees kantskillevegger 204 og 211. Brudte linjer viser posisjonene for ringer 209, 210, 216 og 217 i varmeveksleren 201. Etter monteringen og sammenfestingen av elementene skjæres de fire sett av åpninger ut ved innføring av rørformede skjæreinn-retninger av avpasset størrelse gjennom montasjen, koaksialt
med hver enkelt rekke av ringer.
Hule, sylindriske rørtilslutninger 224, 225, 226 og
227 festes til varmevekslerens 201 ytterplater 223 og 228, f.eks. med det induktivt oppvarmbare materiale. Rørtilslut-ningene kan festes til ytterplatene enten før eller etter utskjæringen av åpningen 301 osv.og 311 osv. i platene 221 og 222. I den viste utførelse er rørtilslutninger 224
og 225 festet til ytterplaten 228, således at de omgir åpningene 301 og 303, mens rørtilslutninger 226 og 228 er festet'til ytterplaten 223, således at de omgir åpningene 312 og 314.
Som ovenfor forklart i forbindelse med fig. 1 kan man,
når åpningene er skåret ut, stoppe skjæreoperasjonen før det vil bli skåret hull i platene 223 og 228. Dersom imidlertid disse gjennomskjæres, kan de hull som ikke ønskes i disse plater, avstenges med filmstykker, plastskiver eller skållignende plastdeler. I den viste utførelse kreves kun to hull i plate 223, det ene på linje med åpningene 302 og 312 og det annet på linje med åpningene 304 og 314. Heller ikke i plate 228 (som er en plate 221 i et element 202) kreves det mer enn to hull, det ene på linje med åpningene 301 og 311 og det annet på linje med åpningene 303 og 313.
Således dannes fire diskontinuerlige kanaler. Rørtil-slutning 226, ringer 216 og åpninger 302 og 312 utgjør en kanal for fordeling av det første fluid på de første passasjer i elementene 202. Rørtilslutning 227, ringer 217 og åpninger 303 og 314 utgjør en kanal for oppsamling av det første fluid
fra de første passasjer. Rørtilslutning 225, ringer 210
og åpninger 303 og 313 utgjør en kanal for fordeling av det andre fluid på de andre passasjer i elementene 203. Rørtil-slutning 224, ringer 209 og åpninger 310 og 311 utgjør en kanal for oppsamling av det andre fluid fra de andre passasjer.
Det vil forståes at rørtilslutningene også kan være plassert på andre måter som er funksjonelt ekvivalente med den ovenfor beskrevne. Det er imidlertid nødvendig at den første og den siste plate i varmeveksleren, dvs. platene 233
og 228 i varmeveksleren 201, tilsammen har fire åpninger. De fire åpninger kan være fordelt med to i hver ytterplate, såsom i det ovenfor beskrevne tilfelle, eller de kan være fordelt
med tre åpninger i en plate og én i den andre plate eller med samtlige fire åpninger i en plate. I hvert av disse tilfeller vil de diskontinuerlige kanaler fordele og oppsamle fluidene på hensiktsmessig måte. Dessuten kan de to rørtil-slutninger for det første fluid begge være anbragt på den samme ytterplate, eller de kan være anbragt med en rørtilslut-ning på hver ytterplate. Det samme gjelder for de to rørtil-slutninger for det andre fluid. Tilkobling av rør eller slanger til rørtilslutningene foretas lettest dersom rørtil-slutningene er fordelt med to på "den første plate og to på den siste plate, f.eks. som vist på fig. 4.
Kanalarrangementet i elementene 202 og elementene 203
er i det vesentligste identiske. Med et slikt arrangement av kanalene blir varmeveksleren tilpasset for strømning av det første og det andre fluid i motstrøm til hverandre i de første og andre passasjer. I dette arrangement vil kanalene som først tilføres det første fluid befinne seg i nabostilling til de siste kanaler for det andre fluid, og de siste kanaler for det første fluid vil befinne seg i nabostilling til de kanaler som først tilføres det andre fluid.
På samme måte som ovenfor er antallet kanaler og kanalskillevegger valgfritt, og hvert enkelt element kan ha alt fra en kanal til et hvilket som helst ønsket antall kanaler.
Forhøyningene 268 og 269 kan ha sirkelrundt tverrsnitt eller et tverrsnitt av annen form, som ovenfor beskrevet.
I varmevekslere av den type som er vist som eksempel på fig. 4, vil det være behov for forhøyninger kun i annenhver passasje. Således kan enten forhøyningene 268 eller forhøyningene 269 sløyfes i vermeveksler 201. Ikke dessto mindre foretrekkes det at der er forhøyninger i samtlige første passasjer og i samtlige andre passasjer, da dette på den mest effektive måte vil forhindre sammenklapping av platene. Når forhøyninger er anordnet kun i annenhver passasje, foretrekkes det at de strekker seg helt frem til og er festet til den tilstøtende plate, da dette også tjener til å forhindre sammenklapping inn i de passasjer som ikke er forsynt med forhøyninger. Det foretrekkes spesielt at det er tilstede forhøyninger i samtlige passasjer, og at disse strekker seg frem til og er festet til naboplaten.
I en innretning som den vist på fig. 4, hvor elementene har ulik tykkelse, behøver forhøyningene 268 og 269 ikke ha samme tverrsnitssareal. Eksempelvis kan forhøyningene 269 ha større tverrsnittsareal enn forhøyningene 268.
Elementene og passasjene i en slik innretning behøver ikke ha forskjellig tykkelse. En tilsvarende varmeveksler ville kunne bygges opp av elementer 231 og 241. Deler av disse elementer er vist på figurene 7 og 8. Elementet 231, som har en plate 232, kantskillevegger 233, kanalskillevegger 234 og forhøyninger 270, har praktisk talt de samme dimensjoner som elementet 241, som har plate 242, kantskillevegger 243, kanalskillevegger 24 4 og forhøyninger 271. De har fire identiske åpninger som stemmer over ett med hverandre når platene legges over hverandre, og adskiller seg kun fra hverandre ved plasseringen av identiske ringer 235 og 236 i elementet 231
og ringen 245 og 246 i elementet 241. Varmevekslere av denne type som har første og andre passasjer av samme eller lignende tykkelse, egner seg best for væske-væske-varmevekslinger og gass-gass-varmevekslinger hvor de volumetriske strømnings-hastigheter og de to væskers varmekapasitet er de samme eller av noenlunde samme størrelse. Når det ikke er noen slik likhet mellom de to fluider såsom ved gass-væske-varmeveksling,
vil det ene sett av elementer og passasjer vanligvis være tykkere enn det annet sett. I slike tilfeller vil det tynne element vanligvis ha ringer av større diameter og det tykke element ringer av mindre diameter for å befordre de større volumer fluidum til de tykkere elementer og passasjer.
Vanligvis foretrekkes den på fig. 1 viste varmeveksler for varmeveksling mellom gass og væske. Spesielt når gassen strømmer med stor hastighet, såsom f.eks. en luftstrøm i et boligoppvarmningssystem med tvungen konveksjon, er det
ønskelig å benytte en varmeveksler med åpne rettlinjede passasjer for luften, såsom passasjene 131, 132, etc. vist i ut-førelsen på fig. 1.
Varmeveksleren ifølge fig. 4 kan representere en foretrukken utførelse for enkelte varmevekslere, da det første og det andre fluid i denne utførelse strømmer i motstrøm til hverandre. Dessuten er monteringen av den på fig. 4 viste utførelse enklere da langt færre enkeltkomponenter skal håndteres, i og med at der ikke anvendes avstandslister og ringene ikke er separate men utgjør en integrerende del av elementene. Da ringene ikke er separate elementer i denne ut-førelse, er det lettere å innrette ringene slik at hver rekke av ringer blir ordnet koaksialt.
Uttrykket "fjernt", som er benyttet'i forbindelse med beskrivelsen av plasseringen av åpninger i platene og elementene, refererer seg til fluidets strømningsbane inne i det gitte element og ikke til åpningens rent fysiske plasse-ring. Således ligger to åpninger fjernt fra hverandre når de er plassert slik at den ene åpning befinner seg ved oppstrøms-enden av den første kanal, hvor den sørger for at fluidet strømmer inn i elementet, og den annen åpning befinner seg ved den siste kanals nedstrømsende, hvor den slipper ut fluidet fra dette element.
I andre utførelser av oppfinnelsen kan det første fluid innføres i det indre av et varmevekslerelement gjennom
en skillevegg i elementet, f.eks. gjennom en kantskillevegg,
og det kan også tas ut fra elementet på samme måte. Dette kan skje gjennom to motstående ender eller kanter av et element, idet kantene enten er helt åpne, dvs. ikke har noen skillevegg på disse sider, eller ved at nevnte kanter er forseglet kun langs en del av kanten, f.eks. ved at de kun har partielle skillevegger, i hvilke tilfeller det vil bli benyttet kammere for å innføre fluidet i elementet eller i en rekke elementer.
Når ett eller flere slike elementer har flere kanaler i en buktet bane, kan fluidet i elementet overføres fra en kanal til den neste ved hjelp av et kammer som mottar fluidet fra en kanal gjennom elementets kant og fører det til den neste kanal, likeledes gjennom elementets kant.
Varmeveksleren ifølge oppfinnelsen er tilpasset for-anvendelse ved alle typer varmeveksling mellom to fluider.
Både det første fluid og. det andre fluid kan være enten
en gass eller en væske. Således kan kanalene for det første fluid inne i elementene føre enten gass eller væske, og passasjene for det andre fluid mellom elementene føre enten gass eller væske. Ved gass-væske-varmeveksling vil væsken vanligvis strømme på innsiden av elementene, mens gassen
strømmer gjennom passasjene mellom elementene. Fluidet som opptar varme, kan være det første fluid eller det andre fluid. Varmeveksleren er likeledes tilpasset for anvendelse med kondenserende systemer og med fordampende systemer. Typiske gasser er luft og forbrenningsavgasser. Typiske væsker er vann, blandinger av glycol og vann, såsom de som benyttes i et soloppvarmningssystem, og kjemiske badvæsker, såsom farve-badvæsker.

Claims (10)

1. Varmeveksler omfattende flere varmevekslerelementer av termoplast, hvor hvert element omfatter første og andre plater (151,152) av termoplast anordnet på avstand fra hver-
andre ved hjelp av avstandselementer (168,165) som strekker seg mellom platene, en forsegling (153,154,155,156) mellom platene langs i det minste deler av platenes kanter, minst én første åpning (169) for tilførsel av et første fluid og minst én andre åpning (170), anordnet langt fra den første åpning, for uttagning av det første fluid, hvilken varmeveksler er tilpasset for varmeveksling mellom det første fluid og et andre fluid, idet elementene er anordnet på avstand fra hverandre for å muliggjøre strømning av det annet fluid mellom hosliggende ytterflater av elementene, og det er anordnet en første rekke av koaksiale ringer (106,107,108, 109,110) og, anordnet langt fra denne første rekke, en andre rekke av koaksiale ringer (111,112,113,114,115), idet alle de første åpninger (169) er innrettet på linje, og alle de andre åpninger (170) er innrettet på linje, og hver ring i den første rekke av ringer er plassert mellom og festet til to naboelementer og er anordnet, for å omgi den første åpning i den andre plate i ett element og den første åpning i den første plate i det neste element, og hver ring i den andre rekke er plassert mellom og festet til to naboelementer og er anordnet slik at den omgir den andre åpning i den andre plate av ett element og den andre åpning i den første plate av det neste element, karakterisert ved at hvert varmevekslerelements avstandselementer omfatter en kombinasjon av flere forhøyninger (168) som strekker seg mellom og er festet til begge plater (151,152) av det sammensatte element, og minst én skillevegg (163,164,165,166,167) som er festet til hosliggende flater av platene (151,152) i rommet som avgrenses av platene og kantene, slik at rommet inndeles i flere kanaler (157,158,159,160,161,162), ved at hver rekke av koaksiale ringer (106,107,108,109,110 og 111,112,113,114,115) inneholder én ring mindre enn antallet av elementene (101,102,103,104,105), og hver plate (151,152) i hvert av elementene, bortsett fra den første plate (151; fig. 1) av det første element (101) og den andre plate av det siste element, inneholder både en første åpning (169) og en andre åpning (170), idet den første plate av det første element og den andre plate av det siste element sammen har totalt en første åpning og en andre åpning, idet den første plate av det siste element og den andre plate av det første element er vendt mot naboelementer, og ved at to hule, sylindriske rørtil-slutninger (121,122) er festet til enten den første plate (151; fig. 1) av det første element (101) eller den andre plate av det siste element, idet den første rørtilslutning (121) omgir den første åpning (169) og den andre rørtilslutning (122) omgir den andre åpning (170) i disse plater.
2. Varmeveksler omfattende flere varmevekslerelementer av termoplast, hvor hvert element omfatter første og andre ■ plater (151,152) av termoplast anordnet på avstand fra hverandre ved hjelp av avstandselementer (168,165) som strekker seg mellom platene, en forsegling (153,154,155,156) mellom platene langs i det minste deler av platenes kanter, minst én første åpning (169) for tilførsel av et første fluid og minst én andre åpning (170), anordnet langt fra den første åpning, for uttagning av det første fluid, hvilken varme- „ veksler er tilpasset for varmeveksling mellom det første fluid og et andre fluid, idet elementene er anordnet på avstand fra hverandre for å muliggjøre strømning av det annet fluid mellom hosliggende ytterflater av elementene, og alle de første åpninger er innrettet på linje og alle de andre åpninger er innrettet på linje,karakterisert ved at hvert varmevekslerelements avstandselementer omfatter en kombinasjon av flere forhøyninger (168) som strekker seg mellom og er festet til begge plater (151,152) av det sammensatte element, og minst én skillevegg (16 3,164,165,166,167) som er festet til hosliggende flater av platene (151,152) i rommet som avgrenses av platene og kantene, slik at rommet inndeles i flere kanaler (157,158,159,160,161,162); ved at hver plate i hvert av elementene (101,102,103,104,105), bortsett fra den første plate (151) av det første element (101) og den andre plate av det siste element, inneholder både første og andre åpninger, idet den første plate (151) av det første element (101) og den andre plate (152) av det siste element sammen har totalt en første åpning (169) og en andre åpning (170), idet den første plate av det siste element og den andre plate av det første element er vendt mot naboelementer; ved at et felt som omgir den første åpning (169) i den andre plate (152) av hvert element (101,102,103,104,105), bortsett fra det siste element, er forseglet direkte til et felt som omgir den første åpning (169) i den første plate (151) av det neste element, og et felt. som omgir den andre åpning (170) i hvert element, bortsett fra det siste element, er forseglet direkte til den andre åpning (170) i det neste element; og ved at to hule, sylindriske rørtilslutninger (121,122) er festet til enten den første plate (151) av det første element (101) eller den andre plate av det siste element, idet den første rørtil-slutning (121) omgir den første åpning (169) og den andre rør-tilslutning (122) omgir den andre åpning (170) i disse plater.
3. Varmeveksler ifølge krav 1 eller 2,karakterisert ved at hvert nabopar av elementer er anordnet på avstand fra hverandre ved hjelp av minst én avstandslist (116,117,118,119), idet hver avstandslist er anordnet i en retning som er hovedsakelig vinkelrett på den retning i hvilken det første fluid strømmer i kanalene.
4. Varmeveksler ifølge krav 1-3, karakterisert ved at i det minste hvert annet element er tildannet slik ved varmforming at det har et antall forhøyninger som strekker seg mot et naboelement.
5. Varmeveksler ifølge krav 4, karakterisert ved at hosliggende, med nevnte avstandslister (116,117,118,119) parallelle første kanter av elementene er festet til hverandre ved hjelp av en termoplastisk film forseglet til nevnte første kanter, og at hosliggende, med nevnte avstandslister parallelle andre kanter av elementene er festet til hverandre ved hjelp av en termoplastisk film forseglet til nevnte andre kanter.
6. Varmeveksler, omfattende minst tre parallelle, hovedsakelig flate plater (221,222) av termoplast og kantskillevegger (204,205,206,207,211,212,213,214) som forener hvert par av naboplater nær platenes kanter, slik at platene og kantskilleveggene avgrenser passasjer for fluider, og.slik at annen hver passasje, begynnende med den første passasje, er passasje for et første fluid, og annen hver passasje, begynnende med den annen passasje, er passasje for et andre fluid, idet hver plate med unntak av den første plate og den siste plate har fire åpninger (301,302,303,304,311,312,313,314), og den første og den siste plate tilsammen har fire åpninger, og åpningene er fordelt på fire sett, idet samtlige åpninger i hvert sett er innrettet på linje og et sett av første åpninger og et sett av andre åpninger er anordnet i nabostilling til hverandre, mens et sett av tredje åpninger og et sett av fjerde åpninger er anordnet fjernt fra settene av første og andre åpninger, karakterisert ved at det i minst annen hver passasje finnes en kombinasjon av forhøyninger (268,269) og minst én skillevegg (208,215), idet forhøyningene er festet til én plate som avgrenser passasjen og strekker seg mot den andre plate som avgrenser passasjen, og hver skillevegg er festet til hosliggende overflater av platene som avgrenser passasjen, og inndeler passasjen i flere kanaler, og ved at en rekke av første koaksiale ringer (209) er anordnet i de første passasjer, med én første ring i hver første passasje, idet hver ring er festet til hosliggende overflater av platene (221,222) som avgrenser den første passasje, og omgir de første åpninger (301,311) i disse plater; en rekke av andre koaksiale ringer (216) anordnet i de andre passasjer, med én andre ring i hver andre passasje, idet hver ring er festet til hosliggende flater av platene (221,222) som avgrenser den andre passasje, og omgir de andre åpninger (302,312) i disse plater; en rekke av tredje koaksiale ringer (210) anordnet i de første passasjer, med én tredje ring i hver første passasje, idet hver ring er festet til hosliggende flater av platene (221,222) som avgrenser den første passasje, og omgir de tredje åpninger (303,313) i disse plater; en rekke av fjerde koaksiale ringer (217) anordnet i de andre passasjer, med én fjerde ring i hver fjerde passasje, idet hver ring er festet til hosliggende flater av platene (221,222) som avgrenser den andre passasje, oq omgir de fjerde åpninger (304,314) i disse plater; og ved at det er anordnet fire hule, sylindriske rørtilslutninger (224,225,226,227), således at det til hver av de fire rekker av ringer er koaksialt anordnet en rørtilslutning, idet hver rørtilslutning er festet enten til den første eller til den siste plate (223,228) og omgir én av de fire åpninger som tilsammen finnes i den første og den siste plate.
7. Varmeveksler ifølge krav 6,karakterisert ved at forhøyningene (268,269) strekker seg til og er festet til den andre av platene som avgrenser passasjen.
8. Varmeveksler ifølge krav 6 eller 7,karakterisert ved at forhøyningene (268,269) er anordnet i samtlige første passasjer og i samtlige andre passasjer.
9. Varmeveksler ifølge krav 6-8, karakterisert ved at den omfatter flere første passasjer og flere andre passasjer.
10. Varmeveksler ifølge krav 9, karakterisert ved at hver passasje er inndelt i flere kanaler ved hjelp av én eller flere kanalskillevegger (208,215), og at antallet av og anordningen av disse kanaler i de første passasjer og i de andre passasjer er identiske, idet de første og andre åpninger er anordnet ved oppstrømsenden av den første kanal, mens de tredje og fjerde åpninger er anordnet ved nedstrømsenden av den siste kanal.
NO801256A 1979-05-01 1980-04-30 Varmeveksler av termoplast NO149294C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3509979A 1979-05-01 1979-05-01

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO801256L NO801256L (no) 1980-11-03
NO149294B true NO149294B (no) 1983-12-12
NO149294C NO149294C (no) 1984-03-21

Family

ID=21880636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO801256A NO149294C (no) 1979-05-01 1980-04-30 Varmeveksler av termoplast

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0018823B1 (no)
JP (1) JPS55146394A (no)
CA (1) CA1126256A (no)
DE (1) DE3068579D1 (no)
DK (1) DK187480A (no)
NO (1) NO149294C (no)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4341601A (en) * 1980-02-20 1982-07-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Water evaporation process
DE3048007C2 (de) * 1980-12-19 1985-02-14 Hoesch Ag, 4600 Dortmund Plattenwärmeaustauscher für Wärmepumpenheizungen
DE3260791D1 (en) * 1981-01-15 1984-10-31 Courtaulds Plc A heat exchanger having a plastics membrane
DE3120173A1 (de) * 1981-05-21 1982-12-09 Hoechst Ag Flaechenhaftes flexibles waermeaustauscherelement
US4858685A (en) * 1982-12-06 1989-08-22 Energigazdalkodasi Intezet Plate-type heat exchanger
US4955435A (en) * 1987-04-08 1990-09-11 Du Pont Canada, Inc. Heat exchanger fabricated from polymer compositions
US4859265A (en) * 1987-04-08 1989-08-22 Du Pont Canada Inc. Process for manufacturing of heat exchangers from polymers
FR2654498B1 (fr) * 1989-11-15 1992-01-10 Marciano Guy Refroidisseur d'air.
FR2702829A1 (fr) * 1993-02-04 1994-09-23 France Etat Armement Installation thermo-électrique.
FR2702830A1 (fr) * 1993-02-04 1994-09-23 France Etat Armement Installation thermo-électrique comportant des échangeurs thermiques à plaques modulaires.
JP4902080B2 (ja) * 1999-12-01 2012-03-21 アルチュリク・アノニム・シルケチ 冷蔵庫
GB0028410D0 (en) * 2000-11-22 2001-01-03 Chart Heat Exchangers Ltd Heat exchanger and chemical reactor
KR100785650B1 (ko) * 2006-08-09 2007-12-14 임혁 공기냉각식 대형 열교환기
FR2970070A1 (fr) * 2011-01-04 2012-07-06 Commissariat Energie Atomique Echangeur de chaleur en materiaux polymeres et composites
DE102012013755B8 (de) 2012-07-12 2022-01-13 Al-Ko Therm Gmbh Wärmetauscherplatteneinheit, Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers
CA3085620A1 (en) 2017-12-14 2019-06-20 Solex Thermal Science Inc. Plate heat exchanger for heating or cooling bulk solids

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB107652A (en) * 1916-07-10 1917-07-10 Thomas Edgar Wood Improvements in Apparatus for Water-cooling Condensing, Air-heating, Super-heating and the like.
US1730139A (en) * 1928-05-16 1929-10-01 James M Harrison Heat-exchanging apparatus
US3256930A (en) * 1959-11-24 1966-06-21 Norback Per Gunnar Heat exchanger
FR1257712A (fr) * 1960-02-19 1961-04-07 échangeur de température
FR1345756A (fr) * 1962-11-02 1963-12-13 Alfa Laval Ag échangeur de chaleur
US3280906A (en) * 1965-07-30 1966-10-25 Rosenblad Corp Flexible plate heat exchanger
GB1142092A (en) * 1966-02-25 1969-02-05 App Bau Mylau Veb Improvements in or relating to heat transfer units
DE2117138A1 (de) * 1971-04-08 1972-10-19 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Wärmetauscher, insbesondere für tiefsiedende Flüssigkeiten
JPS5031464A (no) * 1973-05-25 1975-03-27
FR2339830A1 (fr) * 1976-01-29 1977-08-26 Alsthom Cgee Procede de fabrication d'une plaque d'echange de chaleur
SE7705862L (sv) * 1976-05-21 1977-11-22 Gaymar Ind Inc Vermeanordning

Also Published As

Publication number Publication date
JPS55146394A (en) 1980-11-14
EP0018823A2 (en) 1980-11-12
NO149294C (no) 1984-03-21
EP0018823A3 (en) 1981-01-07
CA1126256A (en) 1982-06-22
NO801256L (no) 1980-11-03
DE3068579D1 (en) 1984-08-23
DK187480A (da) 1980-11-02
EP0018823B1 (en) 1984-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO149294B (no) Varmeveksler av termoplast.
US3765981A (en) Method of manufacturing a distillation apparatus
US9885523B2 (en) Liquid to liquid multi-pass countercurrent heat exchanger
US9677825B2 (en) Shell and tube heat exchanger
US20160363392A1 (en) Method of manufacturing a heat exchanger assembly having a sheet metal distributor/collector tube
US20140305620A1 (en) Plate heat exchanger and method for manufacturing of a plate heat exchanger
WO2016131139A1 (en) Stacked plate heat exchanger with top and bottom manifolds
KR101900232B1 (ko) 판형 열교환기
CN108993343A (zh) 一种微通道反应器
US4636310A (en) Transfer membrane apparatus
US4412582A (en) Baffle array for heat exchange apparatus
US4287942A (en) Heat storage apparatus
CA2099095A1 (en) Heat-exchanger for arrangement behind the combustion chamber of a heating boiler
EP0066425A2 (en) A heat exchanger
RU2019110262A (ru) Трубный узел для трубчатого теплообменника и трубчатый теплообменник, содержащий такой трубный узел
NO801257L (no) Oppvarmingsapparat for luft eller vann.
JP6725978B2 (ja) 熱交換器
KR20160084841A (ko) 반응기 및 열교환기용 체널형 스텍 및 그 제조 방법
GB1128018A (en) Heat exchanger
US1961533A (en) Heat interchanger for heating and cooling of fluids
KR910003336A (ko) 적층형 증발기
GB1374982A (en) Heat exchangers
IL39235A (en) Method of making distillation apparatus
RU2169327C2 (ru) Кожухотрубный теплообменник
SU434254A1 (ru) Коллектор трубчатого теплообменника