NO153348B - Varmeveksler. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en varmeveksler for utveksling

av varme mellom to fluider, omfattende en innløpsmanifold for et første, fluid til varmeveksleren, en utløpsmanifold for utløp til det første fluidet fra varmeveksleren, og minst ett i det vesentlige U-formet ytre rør som forbinder innløps- og utløps-manifoldene med hverandre for gjennomstrømning av det første fluid, hvor U-ens diameter er stor sammenlignet med rørets diameter.

Varmevekslere med U-formede ytterrør og innerrør er f.eks. beskrevet i GB patent 764 553. Lignende varmevekslere er også beskrevet i GB patent 1 158 981.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en varmeveksler av den innledningsvis nevnte art som tillater rask mon-tering og demontering av varmevekslerens elementer og hvor det er mulig å demontere et element i varmeveksleren som har svik-tet, mens varmevekslerens øvrige elementer fortsatt er i drift.

Varmeveksleren ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved at det eller de ytre rør omgir en flerhet av langsgående indre rør som gjennomstrømmes eventuelt i motstrøm av et andre fluid, hvor hver manifold har forbindelsesmidler for strømning av det andre fluid til eller fra de indre rør,

og hvor det eller de ytre rør har gjengede forbindelser med manifoldene slik at de sammen med sine indre rør er løsbart forbundet til manifoldene.

Ved en utførelse av varmeveksleren omfatter henholdsvis innløpsmanifolden og utløpsmanifolden et fordelingsrør og et samlerør som begge er i fluid-tett forbindelse med det indre av det eller de ytre rør.

Hvert forbindelsesmiddel for strømning av det andre

fluid til eller fra de indre rør kan omfatte et rør i fluid-tett forbindelse med hvert indre rør, men forseglet mot rommet mellom hvert indre 'rør og det eller de respektive ytre rør.

Varmeveksleren kan utgjøre en del av en gasstørker

som har en hovedvarmeveksler for kjøling av gassen.for å kon-densere fuktighet derfra og en separator for å skille den kondenserte -fuktighet fra den avkjølte gassen hvor det første fluidet'er inngående gass-som skal tørkes og det andre fluidet er utgående tørket gass og hvorved den inngående gassen for-

kjøles for tilførsel til hovedvarmeveksleren og den utgående gassen fra separatoren gjenoppvarmes. I en sådan gasstørker er de ytre rørene fortrinnsvis anordnet hovedakalig vertikalt, vanligvis rundt separatoren og på siden av hovedvarmeveksleren.

En utførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet som eksempel med henvisning til den medfølgende tegning som viser i skjematisk et delvis gjennomskåret sideriss av en lufttørker med en innebygger forkjøler-gjenvarmer-varmeveksler som omfatter oppfinnelsen.

Lufttørkeren omfatter en hovedvarmeveksler 1 for kjøling av luften for utkondensering av fuktighet derfra, en separator 2 til å skille den utkondenserte fuktigheten fra den avkjølte luften og en forkjøler-gjenvarmer-varmeveksler generelt betegnet med 3 for overføring av varme fra inngående luft som skal tørkes til utgående tørket luft som strømmer ut fra separatoren 2.

Forkjøleren-gjenvarmeren 3 omfatter innløps- og utløps-manifolder generelt betegnet med 10 henh. 11 og vanligvis U-formede varmevekslerelementer 12 som forbindelse derimellom. Hvert element 12 består av et sammenhengende ytre rør 15 av glatt, sømløst material som omgir flere indre rør 16 som også er glatte og sømløse. Rørene 15 og 16 har jevnt sirkulært tverrsnitt. Tørket luft strømmer i de indre rørene 16 og innkommende fuktig luft strømmer i motsatt retning i de andre rørene 15 mens den støter mot den ytre overflate på de indre rørene 16. Således blir den utgående tørkede luften varmet av den innkommende fuktige luften med det resultat at den sistnevnte blir forkjølt før den går inn i hovedvarmeveksleren 1. Ved denne utførelsen finnes det to ytre rør som hver er vist med bare to indre rør for enkelhets^ skyld, men der kan være ti eller flere f.eks. tyve indre rør, anordnet i to sirkler konsentrisk med det ytre rørskallet omkring et sentralt indre rør. Denne siste anordning gir en jevn fordeling av indre rør og en balansert strømning rundt disse rørene for effektiv varmeoverføring. Antallet av indre rør er begrenset av det tillatelige trykkfallet i den fuktige luften som strømmer i de ytre rørene og er valgt slik at trykkfallene i forkjøleren og gjenvarmeren blir like. Der trenger bare være et ytre rør med to eller flere indre rør; likedan kan flere ytre. rør legges, til for

å øke kapasiteten av forkjøleren-gjenvarmeren 3. Varmer vekslereleméntene 12 kan være hesteskpformet eller ha en,.. hvilken som héIst annen alminnelig U-form med ender som ikke overlappes.■ .

Innløpsmanifolden 10 omfatter et fordelingsrør

20 for tilførsel av komprimert, fuktig luft til hvert rør

15 via innskutte rør 21 som er forbundet med sideåpninger i rørene 15. Et utløpsrør 2 3 for utløp av tørket luft fra tørkeren er også forbundet med de ytre rørene 15, men er forseglet mot det indre av disse og er forbundet ved fluidtett forbindelse med de indre rørene 16.. Dette er oppnådd ved hjelp av en tetningsplate som er loddet inn i en koblingsinnsats som igjen er loddet.inn i en utvidet endedel 18 i hvert rør 15. Rørene 16 er loddet i hull gjennom tetningsplaten.. 7 Utløpsmanif olden 11-innbefatter et samlerør 25 som er forbundet med innskutte rør 26 som i sin tur er forbundet med sideåpninger i. rørene 15. Røret 25 leverer den forkjølte fuktige luften til hovedvarmeveksleren 1 gjennom et materør. 24 og fordelingsrør 29, og kondensat som produseres i forkjølingsprosessen blir tappet av ved hjelp av en ledning 27 -gjennom en væskeutkiller 28 hvori, kondensatet samles. Et innløpsrør 30 som også er forbundet,

med de ytre rørene 15 er i fluid-tett forbindelse med de indre rørene 16 samtidig som de er forseglet mot rommene mellom de indre og ytre rørene ved hjelp av tetningsplater loddet inn i endedeler .19 på samme måte som med .de i endedelene 18.

Ved sammensetning blir "overlange" rør plassert i hullene i.tetningsplatene, mens de ytre rørene 15 er rette.

De ytre rørene 15 med de indre rørene.16 blir så bøyd til den nødvendige form, hvoretter rørene -16.loddes til tetnings-platene rundt hullene deri og så skjøres til på lengden.

Luften kjøles i hovedvarmeveksleren 1 av et kjøle-medium som fordeles gjennom r^r 32 og strømmer ut gjennom et rør 33. Den kjølte luften strømmer fra varmeveksleren 1

gjennom rør 35 og videre gjennom et rør 36 inn i separatoren 2 for å skille ut kondensert fuktighet fra luften og den

kondenserte fuktigheten tappes av gjennom en væskeutskiller 38 og videre en ledning 39. Den tørkede luften tas ut fra-separatoren gjennom et vertikalt rør 40 som er forbundet med innløpsrøret 30 og derigjennom levert til de indre rørene 16 for gjenvarming ved hjelp av den innkommende fuktige luften.

Alle skjøter mellom henh. rørene 15 og rørene 21.23.26 og 30, mellom rørene 24 og 29 og utskiller 28, og mellom rørene 36,35, separator 37, utskiller 38 og røxr 30

er gjenget. Rørene 20,23,25 og 30 kan ha-mulighet for tilleggselementer 12 og; for tilkobling av rørene 21 og 26 for å øke kapasiteten til varmeveksleren 3.

Diameteren på u-en av de ytre rørene 15^ er stor sammenlignet méd det ytre rørets diameter; forholdet mellom disse diametrene er minst 5:1 og typisk verdi er 8:1.

Denne forholdsvis store diameteren på U-en gir den store fordelen at trykkfallet blir meget lavt mens en kompakt konstruksjon- bibeholdes. Denne U-formen tillater også at varmevekslerelementene strekker seg rundt andre deler av lufttørkeren og til en side av hovedvarmeveksleren og gir på denne måten en meget kompakt oppbygning. De glatte rørene hjelper også til å holde trykkfallet lavt. Ledeplater brukes ofte i varmevekslere til å sette opp turbulens for å øke varme-overføring, men slike ledeplater øker trykkfallet meget og er ikke nødvendige med U-formens store radius.

En videre fordel med U-formede elementer er at elementer lett kan erstattes og ekstre elementer kan bygges til under fremstillingen for økning av varmevekslerens kapasitet.

De gjengede- skjøtene har den fordelen at de tillater lettvint kontroll, vedlikehold og utskifting av deler. Dette trekk-er spesielt nyttig i at det tillater kontroll av.de slagloddede forbindelsene mellom rør og tetningsplater.

Claims (3)

1. Varmeveksler (3) for utveksling av varme mellom to fluider omfattende en innløpsmanifold (10) for et første fluid til varmeveksleren, en utløpsmanifold" (11) for utløp av det- første fluidet fra varmeveksleren, og minst et i det vesentlige U-formet ytre rør (15) sonr forbinder innløps— og utløpsmanifoldene fltt, 11) med hverandre for gjennomstrømning av det første fluid, hvor U-ens diameter er stor sammenlignet med rørets diameter, karakterisert ved at det eller de ytre rør (•15)' omgir en flerhet av langsgående indre rør (16) som gjennom-strømmes eventuelt i motstrøm av et andre fluid, hvor hver manifold (10> 11) har forbindelsesraidler for strømning av det andre fluid til eller fra de indre rør (16),. og hvor det eller de ytre rør (15) har gjengede forbindelser med manifoldene (10, 11) slik at de sammen med sine indre rør (16) er løsbart forbundet til manifoldene (10, 11).

2. Varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at henholdsvis innløpsmanifolden (10) og utløpsmani-folden (-11) omfatter et fordelingsrør (-20) og et samlerør (25) som begge er i fluid-tett forbindelse- med det indre av det eller de ytre rør (15).

3. Varmeveksler ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hvert forbindelsesmiddel for strømning av det andre fluid til eller fra de indre rør (16) omfatter et rør (23, 30) i fluid-tett forbindelse med hvert indre rør (16), men forseglet mot rommet mellom hvert indre rør (16) og det eller de respektive ytre rør (15).