NO166674B

NO166674B - Varmevekslermodul av brent keramisk materiale.

Info

Publication number: NO166674B
Application number: NO875328A
Authority: NO
Inventors: Rudolf Ganz; Otto Heinz; Heinrich Schelter
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1986-12-20
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1991-05-13
Also published as: NO875328D0; ATE56812T1; GR3001071T3; FI875568A0; US4934453A; EP0274694B1; DK670987A; IE873453L; FI84661C; JP2553114B2; DK161409C; DE3643750A1; IE61480B1; NO875328L; DK670987D0; DE3765106D1; JPS63163789A; FI875568A; NO166674C; FI84661B

Description

Oppfinnelsen vedrører en varmevekslermodul av brent keramisk materiale, fremstilt av en stabel stansede, og laminerte, usintrede keramiske kort, hvilke kort har første utsparinger som vedstabllng av kortene danner gjennomgående kanaler.

Varmevekslere av denne type er kjent fra DE-A 31 36 253. De fremstilles av keramiske folier eller kort hvori det er innstanset eller preget strømningskanaler. Kortene er forbundne med hverandre ved hjelp av laminerings-hjelpemidler. Den slik tilveiebragte varmevekslerblokk varmes først opp og de organiske bestanddeler gjennomhetes ved 200-300'C. Deretter brennes blokken ved 1200-1700°C. En ulempe her er det store antall ulike kortmønstre som kreves for oppbygg-ingen av blokken, etter bearbeidelsen av den usintrede blokk, såvel som av den brente blokk og den begrensede rengjørings-mulighet for kanalene. Oppfinnelsens hensikt er å råde bot på disse ulemper. Varmeveksleren skal kunne fremstilles ved hjelp av et minimum av kortmønstre og skal kunne være an-vendbar for partikkelladede gasstrømmer såvel som for varmeveksllng mellom væske-gass og væske-væske.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen med en varmevekslermodul som er kjennetegnet ved at kortene videre har andre utsparinger som er anordnet slik rundt de nevnte første utsparinger at de andre utsparinger i hosliggende kort i en stabel av kortene delvist vil overlappe hverandre, hvorved det dannes kanaler som går loddrett på de gjennomgående kanaler og omgir disse.

De nevnte andre utsparinger kan være i slissform eller i vinkelform. Vinkelens Innside kan ha en sirkelformet begrensning, konsentrisk relativt den første utsparing. De andre utsparinger i det første kort kan være sllssformet, mens de andre utsparinger i det andre kort har sirkelform. Slissene kan ha en lengde på fra 1-3 ganger diameteren til de nevnte første utsparinger.

De fordeler man oppnår med oppfinnelsen er 1 hovedsaken at modulen kan bygges opp ved bruk av et og maksimalt to kartmønstre. Stansingen og plasseringen av steg og sjikaner bortfaller. Varmevekslersystemet får en enklere oppbygging vd bruk av slike moduler. Som følge av at de enkelte kort har stor innbyrdes flateforbindelse vil man få en pålitelig avtetting av stoffstrømmene mot hverandre. Rundt de rørforme-de, rettlinjede kanader for det hete medium (første utsparinger) og de slissformede kanaler for blir det tilstrekkelig materiale til at kortene kan oppbyggés tilsammen laminerte søyler og rør, idet kortene kan presses tett sammen med høy trykkpåkjenning, slik at man unngår lamlneringsfeil. Om nødvendig kan avte.ttingen av den brente modul bedres ved hjelp av en andre brenning og Innføring av avtettingsmiddel, f.eks. silicium eller en glasur i de for det varme medium bestemte rørformede kanaler inne i modulen. Varmevekslermodulen egner seg særlig godt for oppbygging av varmeveksler-systemer. Ved slik' oppbygging settes modulene hensiktsmessig sammen i søyler. Det hete medium ledes ved denne anordning i rett linje gjennom den søyleformede oppbygging. Avtettingen av modulene innbyrdes kan etter valg skje ved klebing med organiske eller anorganiske klebemidler, mørtler, glasering og lignende. Man kan imidlertid også benytte vanlige tet-nlngselementer såsom flbersnorer, fiberpapir, O-ringer, C-tegninger osv. Tetnirigsflåtene kan være strukturert eller slipt. I et varmévekslerhus kan det anordnes et vilkårlig antall søyler, Det vil herunder være tilstrekkelig å spenne de enkelte søyler mot et fast motlager med fjærélementer for kompensasjon av varmeutvldelser. En stiv forbindelse mellom søylene er ikke nødvendig.. Søylene kan imidlertid posisjon-eres ved hjelp av i føringsspor i modulen innskjøvne ledeelementer. Ledeelementene kan være slik utformet at det kalde medium ved overgang fra en søyle til neste alltid ledes inn i det indre av modulén. Uten å endre søylekonseptet kan man ved utforming av varmevekslerhuset endre varmevekslerens drifts-måte fra eksempelvis kryssstrøm til kryss-motstrøm. Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser stansede kort med samme mønster, for

oppbygging av en varmevekslermodul,

fig. 2 viser et snitt etter linjen II-II i fig. 1,

fig. 3 viser alternativt stansede kort med samme

mønster, for oppbygging av en varmevekslermodul, flg. 4 viser et snitt ifølge linjen IV-IV i flg. 3, fig. 5 viser en ytterligere alternativ utførelsesform med to kortmønstre, for oppbygging av en

varmevekslermodul,

fig. 6 viser et snitt etter VI-VI i fig. 5,

fig. 7 viser et varmevekslersystem, oppbygget av varmevekslermoduler bestående av kort ifølge fig. 3, i snitt tilsvarende snittlinjen VII-VII

1 fig. 8, og

flg. 8 viser snitt etter linjen VIII-VIII i fig. 7.

Kortmønsteret i fig. 1 har som-første utsparing sirkelformede utsparinger 1. Rundt disse er det som andre utsparinger anorndet vlnkelformede utsparinger 2. Innersiden til hver vinkel danner en sirkelformet begrensning 3. Av disse kort dannes det to stabler a, a, hvor stabelen a' fremkommer ved å snu kortene i stabelen a. Varmevekslermodulen bygges opp ved vekslende stabl ing av kort fra stabel a og a'. Derved oppstår det gjennomgående rørformede kanaler 12 og loddrett herpå slissformde kanaler 13. Disse omgir de rørformede kanaler og ligger vekselvist 1 et eller flere kortplan.

På lignende måte er varmevekslermodulen i fig. 4 bygget opp. Den adskiller fra varmevekslermodulen i fig. 2 bare med hensyn til kortmønsteret. Rundt de sirkelformede første utsparinger 1 er det anordnet slissformede andre utsparinger 4 (flg. 3). Varmevekslermodulen bygges opp med vekslende stabling av kort fra stabel b og b'.

Varmevekslermodulen 1 fig. 6 er bygget opp av to forskjellige kortmønstre 5 og 6 som légges vekselvist på hverandre. Kortmønsteret 5i har sirkelformede første utsparinger 1 og rundt disse slissformede andre utsparinger 7, mens det andre kortmønster 6 har sirkelformede første utsparinger 1 og sirkelformede andre utsparinger 8. Ved vekselvis stabl ing av de to kortmønstre- vil utsparingene 1 danne rørformede kanaler 12 mens utsparingene 8 vil overspenne fire respektive motliggende ender av slissene 7, hvorved det fremkommer slissformede kanaler 13 i kortplanet.

Høyden til kanalene 13, hvis strømningsretning i hovedsaken går på tvers av de rørformede kanaler 1'2, kan varieres ved å legge på hverandre flere kort fra en stabel a,a' , b,b' henholdsvis kbrtmønsterne 5 eller 6v Perforeringen 9 ved kortkanten (fig... 1,3,5,8) kan tjene til opptak av stablings-hjelpemidler, ledeelementer, monterings-hjelpemidler 10 osv.

Ved varmevekslersystemet 1 fig. 7 og 8 er varmevekslermoduler 14 satt sammen til søyler 16. Søylene er anordnet parallelt med hverandre i et hus 15. De enkelte søyler 16 er still-ingsmesslg fiksert innbyrdes og i forhold til huset 15 ved hjelp av montasje-hjelpemidler 10. Disse hjelpemidler kan også være utformet som ledeelementer. Mellommodulene 14 1 enn søyle 16 er det. anordnet tetninger 11, for derved å hindre at varmevekslermediene blander seg méd hverandre. I forhold til huset 15 er endene til de enkelte søyler 16 likeledes avtettet ved hjjelp av tetninger 11. For å oppfange temper-aturbetingede lengdeutvidelser av søylene 16, er søylene 16 anordnet på lagerelementer 17,17<*> som er avtettet mot hverandre henholdsvis mot huset 15 vedhjelp av tetninger 11 henholdsvis 11',, 18 og 19. Lagerelementet 17' avstøtter seg direkte mot huset 15 via tetningen 11<*>. Lagerelementet 17 avstøtter seg derimot mot huset 15 véd hjelp av fjærer 20. Strømningsretningen til det kalde medium er angitt med henvisningstalletr 21 og strømningsretningen til det hete medium er angitt, med henvisningstallet 22.

Claims

1. Varmevekslermodul av brent keramisk materiale, fremstilt av en stabel stansede og laminerte, usintrede keramiske kort, hvilke kort har første utsparinger som ved stabllng av kortene danner gjennomgående kanaler, karakterisert ved at kortene videre har andre utsparinger (2,4,7,8) som er anordnet slik rundt de nevnte første utsparinger (1) at de andre utsparinger (2,4,7,8) i hosliggende kort i en stabel av kortene delvist vil overlappe hverandre, hvorved det dannes kanaler (13) som går loddrett på de gjennomgående kanaler (12) og omgir disse.

2. Varmevekslermodul ifølge krav 1, karakterisert ved at de andre utsparinger (4,7) har slissform.

3. Varmevekslermodul ifølge krav 1, karakterisert ved de andre utsparinger (2) har vinkelform.

4. Varmevekslermodul ifølge krav 3, karakterisert ved at innsiden til vinkelen har en sirkelformet begrensning (3), konsentrisk med den første utsparing (1).

5. Varmevekslermodul ifølge krav 1, karakterisert ved at de andre utsparinger (7,8) i det første kort (5) har slissform mens de andre utsparinger i det andre kort (6) har sirkelform.

6. Varmevekslermodul ifølge krav 1, karakterisert ved at de kanalene (12) dannende første utsparinger (1) har sirkelform.

7. Varmevekslermodul ifølge krav 1, karakterisert ved at den første utsparing (1) er omgitt av fire i rett vinkel på hverandre anordnede slisser (4,7).

8. Varmevekslermodul ifølge krav 1, karakterisert ved at slissene (4,7) har en lengde tilsvarende en til tre ganger diameteren i de første utsparinger (1).