NO20110247A1 - Belgvarmeveksler ved varmemaskin, varmepumpe, ekspander eller kompressor - Google Patents
Belgvarmeveksler ved varmemaskin, varmepumpe, ekspander eller kompressor Download PDFInfo
- Publication number
- NO20110247A1 NO20110247A1 NO20110247A NO20110247A NO20110247A1 NO 20110247 A1 NO20110247 A1 NO 20110247A1 NO 20110247 A NO20110247 A NO 20110247A NO 20110247 A NO20110247 A NO 20110247A NO 20110247 A1 NO20110247 A1 NO 20110247A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- heat exchanger
- bellows
- heat
- volume change
- change chamber
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 43
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/055—Heaters or coolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/08—Tubular elements crimped or corrugated in longitudinal section
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Geometry (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Belgvarmeveksler ved varmemaskin, varmepumpe, ekspander eller kompressor Det beskrives en anordning for varmeveksling i en varmemaskin, ei varmepumpe, en ekspander eller en kompressor som benytter et arbeidsfluid for energikonvertering og et termofluid for varmetransmisjon, hvor varmemaskinen, varmepumpa, ekspanderen eller kompressoren har minst en arbeidsmekanisme (1) som omfatter i det minste ett volumendringskammerhus (100), og volumendringskammerhuset (100) danner i det minste ett volumendringskammer (150), hvor den minst ene arbeidsmekanismen (1) omfatter minst en fortrengningsmekanisme (200), og hvor minst en intern varmeveksler (300) står i termisk kontakt med minst ett av det minst ene volumendringskammeret (150), hvor varmeveksleren (300) omslutter og/eller er omsluttet av volumendringskammeret (150), og er utformet som en belg.
Description
BELGVARMEVEKSLER VED VARMEMASKIN, VARMEPUMPE, EKSPANDER ELLER KOMPRESSOR
Det beskrives en anordning for varmeveksling i en varmemaskin, ei varmepumpe, en
ekspander eller en kompressor som benytter et arbeidsfluid for energikonvertering og et termofluid for varmetransmisjon, hvor varmemaskinen, varmepumpa, ekspanderen eller kompressoren har minst én arbeidsmekanisme som omfatter i det minste ett volumendringskammerhus, og volumendringskammerhuset danner i det minste ett volumendringskammer, hvor den minst ene arbeidsmekanismen omfatter minst én fortrengningsmekanisme, og hvor minst én intern varmeveksler står i termisk kontakt med minst ett av det minst ene volumendringskammeret.
Det fins mange varmemaskinteknologier som benytter varme tilført fra en ekstern varmekilde, såkalte eksternvarmemaskiner, i motsetning til internforbrenningsmaski-ner, hvor varme tilføres som følge av intern forbrenning av et drivstoff. Alle varmemaskiner benytter et arbeidsfluid, og i en eksternvarmemaskin blir varmen tilført arbeidsfluidet gjennom en varmeveksler. Et eksempel på en eksternvarmemaskin er Stirling-motoren.
Nettopp fordi all varme som omsettes i en eksternvarmemaskin, skal overføres ved hjelp av en eller flere varmevekslere, er utformingen av disse en viktig faktor for å oppnå et effektivt design. For å oppnå god varmeveksling i en varmemaskin er det viktig å oppnå en høy varmetransmisjonskoeffisient mellom arbeidsfluidet og varmeveksleren. Likedan er det viktig å oppnå en høy varmetransmisjonskoeffisient mellom varmetransmisjonsfluidet, heretter kalt termofluidet, og varmeveksleren, slik at den totale varmetransmisjonskoeffisienten mellom termofluidet og arbeidsfluidet blir høy. Termofluidet er det fluidet som transporterer varmen mellom varmemaskinen og et eksternt varme- eller kuldereservoar, og kan i enkleste fall være luft, vann eller eksosgass. Varmeveksleren vil som regel skille de to fluidene fra hverandre, idet varmeveksleren som oftest utgjør en mekanisk barriere mellom de to.
En varmeveksler kan i enkleste fall være ei metallplate som fungerer som grensesnitt mellom to ulike fluider som er i kontakt med hver sin side av metallplata, slik at var me kan overføres mellom dem gjennom godset til metallplata. For å oppnå en høy varmetransmisjonskoeffisient er det bl.a. viktig at varmeveksleren har liten godstykkelse (tynne vegger) i grensesnittet mellom de to fluidene. Hvis ikke vil den termiske resistansen mellom de to fluidene være relativt stor, og varmeledningsevnen til varmeveksleren tilsvarende lav.
I tradisjonelle eksternvarmemaskiner basert på stempelprinsippet er det vanlig at sylinderveggen også fungerer som varmeveksler. Da en ren sylinder kun har en begrenset overflate, gitt av sylinderens lengde og diameter, kan det være fordelaktig å benytte seg av tiltak for å øke denne overflaten. Et vanlig tiltak er å lage interne varmevekslerfinner på sylinderveggen, men dette fører til at dødvolumet, dvs. det volumet som ikke kan fortrenges av stempelet, øker. Da unødig dødvolum som oftest har en negativ effekt på virkningsgraden, er det grenser for hvor mye dødvolum det kan tillates. Men i noen tilfeller vil det likevel lønne seg å øke varmevekslerflatene på bekostning av øket dødvolum.
Moderne teknologi muliggjør en stor variasjon av hvordan varmevekslere kan utformes, og da spesielt med tanke på bruk i varmemaskiner eller varmepumper. En inter-essant, rimelig og lett tilgjengelig teknisk løsning ligger innenfor området metallbelger som kan utformes på mange forskjellige måter. Fordelen med metallbelger er at de oppviser stor styrke, samtidig som godstykkelsen er minimal over hele overflaten. I f.eks. en sylinder som har funksjon som varmeveksler, hvor det er laget kjøleribber for å øke overflaten, vil det være en betydelig termisk resistans mellom sylinderens utside og innside, da varmen må transporteres gjennom godset til både sylinderen og ribbene før den kan overføres til mediet på den ene eller den andre siden.
En metallbelg har fordelen av å kunne utformes med sylindrisk omriss, samtidig som godstykkelsen i det vesentlige vil være liten over hele det aktive varmevekslerarealet, da det bare er foldingen av platematerialet som øker overflaten, og ikke selve godset, som i en sylinder med perifere varmevekslerribber.
En metallbelg, og særlig en metallbelg hvor de ulike foldene er sirkulære, vil også oppvise høy mekanisk styrke som følger av formgivningen, noe som er svært gunstig i applikasjoner hvor ulike fluider tidvis står under høyt trykk, slik som i en varmemaskin eller ei varmepumpe. US Patent 5,638,898 (Gu) viser dette prinsippet utnyttet i en kappe-og-rør-varmeveksler, hvor rørenes bølgeutbredelse følger aksialretningen, slik at overflaten økes.
En radiell metallbelg i en varmemaskin vil også gi noe økt dødvolum, men i motsetning til en sylinder med tilføyde varmevekslerribber, vil varmetransmisjonskoeffisienten være svært høy over hele dens overflate, da godstykkelsen er liten og varierer lite. Dette gir en netto positiv effekt, og selv ved en liten sylinderdiameter, dersom det er snakk om en stempelmaskin, er det i prinsippet ingen grenser for hvor store varmevekslerflatene kan lages.
Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.
Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.
Oppfinnelsen vedrører en anordning for varmeveksling i en varmemaskin, ei varmepumpe, en ekspander eller en kompressor som benytter et arbeidsfluid for energikonvertering og et termofluid for varmetransmisjon, hvor varmemaskinen, varmepumpa, ekspanderen eller kompressoren har minst én arbeidsmekanisme som omfatter i det minste ett volumendringskammerhus, idet volumendringskammerhuset danner i det minste ett volumendringskammer, hvor den minst ene arbeidsmekanismen omfatter minst én fortrengningsmekanisme, og hvor minst én intern varmeveksler står i termisk kontakt med minst ett av det minst ene volumendringskammeret, kjennetegnet ved at varmeveksleren omslutter og/eller er omsluttet av volumendringskammeret, og er utformet som en belg.
Varmeveksleren kan omfatte en første og en andre varmevekslerflate som er termisk forbundet ved at en varmevekslervegg har høy termisk ledeevne.
Den første varmevekslerflaten kan stå i termisk kontakt med volumendringskammeret.
Varmeveksleren og et omsluttende eller omsluttet varmevekslerhus kan tildanne en fluidstrømningspassasje som står i fluidkommunikasjon med et termofluidinnløp og et termofluidutløp.
Den andre varmevekslerflaten kan stå i termisk kontakt med fluidstrømningspassa-sjen.
Varmeveksleren kan i det vesentlige oppta et ringformet volum.
Varmeveksleren kan i det vesentlige ha en lik godstykkelse over det partiet av varme-
vekslerveggen som grenser opp til fluidstrømningspassasjen.
Det kan være anordnet avstivningselementer i varmevekslerens folder.
Det kan være anordnet avstivere mellom belgvarmevekslerens periferi og omkransen-de elementer.
Avstiverne kan være tilveiebrakt som forhøyninger tildannet som profiler presset ut fra varmevekslerveggens nøytralakse. Alternativt kan avstiverne være tildannet som separate avstivingselementer. Alternativt kan avstiverne være tilveiebrakt som en kombinasjon av forhøyninger tildannet som profiler presset ut fra varmevekslerveggens nøytralakse, og separate avstivingselementer.
De separate avstivingselementene kan være forbundet med varmevekslerveggen ved hjelp av festemidler hentet fra gruppen bestående av klebemiddel, sveise- eller loddeforbindelse, skrue og nagle.
Belgvarmeveksleren kan i det vesentlige være tildannet av et metall eller en metalle-gering.
Belgvarmeveksleren kan være tildannet av flere varmevekslerseksjoner som er sam-menføyd ved hjelp av et festemiddel.
Belgvarmevekslerseksjonene kan være sammenføyd ved sveising.
Belgvarmeveksleren kan være utformet ved elektroforming.
Belgvarmeveksleren kan være tildannet av ett materialstykke.
Belgvarmeveksleren kan være utformet ved hydroforming.
Termofluidet kan inngå i en lukket krets.
Arbeidsmekanismen kan være innrettet til å kunne la arbeidsfluidet veksle mellom væske- og gassfase.
Arbeidsfluidet kan ha normalkokepunkt lavere enn 100 °C.
I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser i aksialsnitt ei prinsippskisse av en arbeidsmekanisme forsynt med et arbeidshus som sammen med en fortrengingsmekanisme (her vist i en nedre posisjon) tildanner et volumendringskammer omkranset av en ringformet belgvarmeveksler som utgjør en del av arbeidshuset; Fig. 2 viser tilsvarende figur 1, men med fortrengningsmekanismen i en øvre posisjon; Fig. 3 viser i større målestokk et aksialsnitt av et første utførelseseksempel av en belgvarmeveksler utformet av ett materialstykke; Fig. 4 viser et aksialsnitt av et andre utførelseseksempel av belgvarmeveksleren utformet i ett materialstykke; Fig. 5 viser et aksialsnitt av et andre utførelseseksempel av belgvarmeveksleren utformet av flere materiaIstykker, hvor de ulike stykkene er forbundet ved hjelp av et festemiddel, f.eks. en sveisesøm, en loddesøm, lim eller lig-nende; Fig. 6a viser et aksialsnitt av et ytterligere utførelseseksempel av belgvarmeveksleren med avstivningselementer anordnet mellom de ulike bølgesegmen-tene; Fig. 6b viser et radialsnitt av belgvarmeveksleren i figur 6a; Fig. 7a viser et aksialsnitt av en ringformet belgvarmeveksler med et varmevekslerhus, hvor bølgesegmentenes radielle utstrekning er relativt liten; Fig. 7b viser et grunnriss av belgvarmeveksleren i figur 7a; Fig. 8a viser et aksialsnitt av en ringformet belgvarmeveksler, hvor bølgesegmen-tenes radielle utstrekning er relativt stor; Fig. 8b viser et grunnriss av belgvarmeveksleren i figur 8a; Fig. 9a viser et aksialsnitt av en ringformet belgvarmeveksler, hvor det er tildannet radielle avstivningselementer for å bevirke avstivning hovedsaklig i aksial retning; Fig. 9b viser et radialsnitt av belgvarmeveksleren i figur 9a; Fig. 10a viser et aksialsnitt av en ringformet belgvarmeveksler, hvor det montert selvstendige, radielle avstivningselementer for å bevirke avstivning hovedsaklig i aksialretning; Fig. 10b viser et radialsnitt av varmeveksleren i figur 10a; Fig. 11 viser et radialsnitt av en ringformet belgvarmeveksler med skråstilte, radielle avstivningselementer, som i tillegg til å bevirke avstivning i aksialretning også kan fremme en roterende fluidstrøm; Fig. 12a viser et aksialsnitt av en ringformet belgvarmeveksler, hvor bølgesegmen-tenes lengdeakse er anordnet i volumendringskammers aksiale retning;
og
Fig. 12b viser et radialsnitt av varmeveksleren i figur 12a.
I beskrivelsen av oppfinnelsen henvises det til elementer i en anordning for varmeveksling i en varmemaskin, ei varmepumpe, en ekspander eller en kompressor slik den er vist på figurene 1 og 2, idet anordningselementene identifiseres med henvis-ningstall som er vist i én eller flere av figurene l-12b.
Fig. 1 og 2 viser anordningen i en foretrukket utførelse, hvor en arbeidsmekanisme 1 er forsynt med et stempel 200 som oscillerer i et sylinderkammer 150, også kalt volumendringskammer, tildannet av en sylinder 100. Et veivstag 60 forbinder stempelet 200 med en veivaksel 50 og besørger overføring av stempelets 200 translatoriske be-vegelse til rotasjon av veivakselen 50, slik som i vanlige motorløsninger. Stempelet
200 er forsynt med tetninger 210, for eksempel vanlige stempelfjaerer, som sørger for tilstrekkelig tetning under drift. Videre er det anordnet en belgvarmeveksler 300 som omslutter sylinderkammeret 150. Belgvarmeveksleren 300 er forsynt med en første
varmevekslerflate 301 som står i termisk forbindelse med en andre varmevekslerflate 302, idet disse utgjør to motstående overflater til en varmevekslervegg 350 i varmeveksleren 300. Den første varmevekslerflaten 301 står videre i termisk kontakt med sylinderkammeret 150, idet denne utgjør en del av sylinderkammerets 150 omsluttende vegg. Den andre varmevekslerflaten 302 står på tilsvarende vis i termisk kontakt med en fluidstrømningspassasje 610 som er dannet ved at et varmevekslerhus 600 omslutter varmeveksleren 300 idet det er tilveiebrakt en klaring mellom varmeveksleren 300 og varmevekslerhuset 600. Varmeveksleren 300 besørger varmetilfør-sel til et arbeidsfluid under ekspansjon i sylinderkammeret 150 og varmefjerning fra arbeidsfluidet under kompresjon i sylinderkammeret 150, idet et termofluid som strømmer gjennom fluidstrømningspassasjen 610 tilfører eller mottar varme til/fra
arbeidsfluidet gjennom varmevekslerveggen 350. Termofluidet strømmer inn og ut av fluidstrømningspassasjen 610 mellom varmeveksleren 300 og varmevekslerhuset 600 ved at det er anordnet et termofluidinnløp 500 og et termofluidutløp 510 i varmeveks-
lerhuset 600. Arbeidsfluidet strømmer inn og ut av sylinderkammeret 150 ved at det er anordnet et arbeidsfluidinnløp 400 og et arbeidsfluidutløp 410 i sylinderhuset 100. Arbeidsfluidets injeksjonstidspunkt, samt mengde, trykk etc. kan reguleres ved hjelp av kjente reguleringsprinsipper. Ved en varmemaskin eller ei varmepumpe vil det ut-veksles arbeid mellom arbeidsfluidet og arbeidsmekanismen 1 ved at termisk energi omvandles til mekanisk energi eller vice versa, idet varmeveksleren 300 utveksler varme mellom termofluidet og arbeidsfluidet.
Varmeveksleren 300 er utformet som en belg, idet en belg gir den store fordelen at den kan gi en stor varmeveksleroverflate, samtidig som godstykkelsen kan holdes liten og lik ved nær hele den varmeledende overflaten. I tillegg er belger rimelige å produsere, og har svært god mekanisk styrke, slik at de også tåler operasjon under høyt trykk, selv om godstykkelsen er liten, noe som er essensielt i enhver varmemaskin eller varmepumpe.
I utførelseseksempler vist i figurene 9a-ll er varmeveksleren 300 forsynt med flere avstivere 310, slik at høyt arbeidstrykk ikke medfører vesentlig deformasjon eller for-flytning av varmevekslerveggen 350 i aksialretning. Avstiverne 310 kan også ha en stabiliserende effekt i andre retninger, f.eks. i radiell retning. Avstiverne 310 kan være tildannet som langstrakte forhøyninger, også kalt ribber 311, som er presset ut i platematerialet i varmeveksleren 300 (se figur 6a-6b og 9a-9b). Avstiverne 310 kan også være separate avstivingselementer 312 som er satt inn i foldene i varmevekslerveggen 350, eventuelt også mellom varmevekslerveggen 350 og andre tilstøtende kom-ponenter, slik som varmevekslerhuset 600 (se figur lOa-11). Fordelen med å benytte separate avstivingselementer 312 er at de vil redusere dødvolumet i anordningen i og med at avstivingselementene 312 opptar noe volum, noe som kan være svært gunstig i for eksempel en varmemaskin eller ei varmepumpe. Det kan også benyttes en kombinasjon av utpressede ribber 311 og separate avstivingselementer 312.
Varmevekslerveggen 350 og/eller avstivningselementene 310 kan videre være laget med ytterligere utforminger, slik at videre regulering, styring eller fordeling av arbeidsfluid- eller termofluidstrømmen kan oppnås. Dette tiltaket kan også være med på å regulere og eventuelt fremme turbulens dersom ønskelig. Figur 11 viser videre hvordan avstivningselementenes 312 retning kan være med på å kunne styre en fluid-strøm i varmeveksleren 300 under drift, som her er illustrert ved avbøyning fra radial-retning, slik at et arbeidsfluid f.eks. kan oppnå en mer sirkulær strømningsretning dersom ønskelig.
I en utførelse er belgvarmeveksleren 300 tildannet ved at ett metallstykke er utformet ved hjelp av hydroforming. Hydroforming gir den fordelen at store serier kan produse-res svært billig, uten behov for å måtte sette sammen flere selvstendige materialem-ner, noe som vil være fordyrende. Det antas likevel at det eksisterer flere gunstige produksjonsmetoder for varmevekslere av denne art.
Varmeveksleren 300 er i en utførelse utformet slik at den i det vesentlige opptar et ringformet volum. På denne måten kan den omslutte sylinderkammeret 150, og såle-des oppta minst mulig plass i anordningen, fordi man da får en god volumutnyttelse. Varmeveksleren 300 ifølge oppfinnelsen er likevel ikke begrenset til ringform, idet det beskrevne prinsippet også kan benyttes til for eksempel plane varmevekslere, eksem-pelvis til bruk på en endeflate av sylinderkammeret 150.
Claims (22)
1. Anordning for varmeveksling i en varmemaskin, ei varmepumpe, en ekspander eller en kompressor som benytter et arbeidsfluid for energikonvertering og et termofluid for varmetransmisjon, hvor varmemaskinen, varmepumpa, ekspanderen eller kompressoren har minst én arbeidsmekanisme (1) som omfatter i det minste ett volumendringskammerhus (100), og volumendringskammerhuset (100) danner i det minste ett volumendringskammer (150), hvor den minst ene arbeidsmekanismen (1) omfatter minst én fortrengningsmekanisme (200), og hvor minst én intern varmeveksler (300) står i termisk kontakt med minst ett av det minst ene volumendringskammeret (150),karakterisert vedat varmeveksleren (300) omslutter og/eller er omsluttet av volumendringskammeret (150), og er utformet som en belg.
2. Anordning ifølge krav 1, hvor varmeveksleren (300) omfatter en første og en andre varmevekslerflate (301, 302) som er termisk forbundet ved at en varmevekslervegg (350) har høy termisk ledeevne.
3. Anordning ifølge krav 2, hvor den første varmevekslerflaten (301) står i termisk kontakt med volumendringskammeret (150).
4. Anordning ifølge kravene 1 til 3, hvor varmeveksleren (300) og et omsluttende eller omsluttet varmevekslerhus (600) tildanner en fluidstrømningspassa-sje (610) som står i fluidkommunikasjon med et termofluidinnløp (500) og et termofluidutløp (510).
5. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 2 til 4, hvor den andre varmevekslerflaten (302) står i termisk kontakt med fluidstrømningspassasjen (610).
6. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, hvor varmeveksleren (300) i det vesentlige opptar et ringformet volum.
7. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, hvor varmeveksleren (300) har i det vesentlige en lik godstykkelse over det partiet av varmevekslerveggen (350) som grenser opp til fluidstrømningspassasjen (610).
8. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, hvor det er anordnet avstivningselementer (310) i varmevekslerens (300) folder.
9. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, hvor det er anordnet avstivere (310) mellom belgvarmevekslerens (300) periferi og om-kransende elementer (600).
10. Anordning ifølge ett eller begge av krav 8 og 9, hvor avstiverne (310) er tilveiebrakt som forhøyninger (311) tildannet som profiler presset ut fra varmevekslerveggens (350) nøytralakse.
11. Anordning ifølge ett eller begge av krav 8 og 9, hvor avstiverne (310) er tildannet som separate avstivingselementer (312).
12. Anordning ifølge ett eller begge av krav 8 og 9, hvor avstiverne (310) er tilveiebrakt som en kombinasjon av forhøyninger (311) tildannet som profiler presset ut fra varmevekslerveggens (350) nøytralakse, og separate avstivingselementer (312).
13. Anordning ifølge krav 11 eller 12, hvor de separate avstivingselementene (312) er forbundet med varmevekslerveggen (350) ved hjelp av festemidler hentet fra gruppen bestående av klebemiddel, sveise- eller loddeforbindelse, skrue og nagle.
14. Anordning ifølge et hvilket som helst av dé foregående kravene, hvor belgvarmeveksleren (300) i det vesentlige er tildannet av et metall eller en me-tallegering.
15. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, hvor belgvarmeveksleren (300) er tildannet av flere varmevekslerseksjoner (380) som er sammenføyd ved hjelp av et festemiddel (390).
16. Anordning ifølge krav 15, hvor belgvarmevekslerseksjonene (380) er sam-menføyd ved sveising.
17. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 14, hvor belgvarmeveksleren (300) er utformet ved elektroforming.
18. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 14, hvor belgvarmeveksleren (300) er tildannet av ett materialstykke.
19. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 14, hvor belgvarmeveksleren (300) er utformet ved hydroforming.
20. Anordning ifølge krav 1, hvor termofluidet inngår i en lukket krets.
21. Anordning ifølge krav 1, hvor arbeidsmekanismen (1) er innrettet til å kunne la arbeidsfluidet veksle mellom væske- og gassfase.
22. Anordning ifølge krav 1, hvor arbeidsfluidet har normalkokepunkt lavere enn 100 °C.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20110247A NO20110247A1 (no) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Belgvarmeveksler ved varmemaskin, varmepumpe, ekspander eller kompressor |
| PCT/NO2012/050022 WO2012112055A1 (en) | 2011-02-14 | 2012-02-14 | Bellows heat exchanger for a heating machine, heat pump, expander or compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20110247A NO20110247A1 (no) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Belgvarmeveksler ved varmemaskin, varmepumpe, ekspander eller kompressor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20110247A1 true NO20110247A1 (no) | 2012-08-15 |
Family
ID=46672805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20110247A NO20110247A1 (no) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Belgvarmeveksler ved varmemaskin, varmepumpe, ekspander eller kompressor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO20110247A1 (no) |
| WO (1) | WO2012112055A1 (no) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10267569B2 (en) | 2016-08-01 | 2019-04-23 | Raytheon Company | Thermal storage heat exchanger structures employing phase change materials |
| US10436522B2 (en) * | 2016-08-01 | 2019-10-08 | Raytheon Company | Thermal storage heat exchanger structures employing phase change materials |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB694856A (en) * | 1948-12-20 | 1953-07-29 | Philips Nv | Improvements in or relating to hot-gas engines and refrigerating engines and heat pumps operating on the reversed hot gas engine principle |
| GB1484799A (en) * | 1975-03-06 | 1977-09-08 | Raetz K | Stirling cycle heat pump |
| US4490974A (en) * | 1981-09-14 | 1985-01-01 | Colgate Thermodynamics Co. | Isothermal positive displacement machinery |
| US4930314A (en) * | 1989-09-08 | 1990-06-05 | Cdc Partners | Stirling cycle machine |
-
2011
- 2011-02-14 NO NO20110247A patent/NO20110247A1/no not_active Application Discontinuation
-
2012
- 2012-02-14 WO PCT/NO2012/050022 patent/WO2012112055A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012112055A1 (en) | 2012-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO20120029A1 (no) | System og fremgangsmate for termisk stryring i en eller flere insdustriprosesser | |
| WO2014202028A1 (zh) | 液体活塞热气机及具有该液体活塞热气机的锅炉 | |
| US20110061379A1 (en) | Heat engine | |
| KR101393315B1 (ko) | 냉각라인이 형성되는 잠열 열교환기 커버 | |
| UA97357C2 (en) | Dual-flow turbomachine | |
| NO20110250A1 (no) | Termodynamisk syklus og varmemaskin | |
| CN1138058C (zh) | 一种超临界回热加热发动机 | |
| NO20110247A1 (no) | Belgvarmeveksler ved varmemaskin, varmepumpe, ekspander eller kompressor | |
| KR101183815B1 (ko) | 소형 열병합발전기에서 엔진 배기유로의 배출구조 | |
| CN102410747B (zh) | 多级增压节能换热器 | |
| EP3665379B1 (en) | Efficient heat recovery engine | |
| CN201945222U (zh) | 一种套管式热管 | |
| KR20100136654A (ko) | 작동유체의 온도차를 이용한 밀폐식 외연기관 및 그 출력방법 | |
| JP6494662B2 (ja) | 可変容積移送シャトルカプセル・弁機構 | |
| CN101555807B (zh) | 亚低温热源气化循环热动力系统 | |
| JP5045602B2 (ja) | 外燃機関 | |
| JP5467462B2 (ja) | 低温度差動力変換装置 | |
| Zhang | Experimental study on the performance of single screw expander with 195 mm diameter screw | |
| CN103244272A (zh) | 燃气轮机发电机组热电联产封闭供热系统 | |
| CN102562357A (zh) | 一种中心轴椭圆转子斯特林发动机 | |
| JP4929470B2 (ja) | スターリング機関熱交換器 | |
| AU2018315619B2 (en) | Efficient heat recovery engine | |
| Hirao et al. | Improvement in specific power of Stirling engine by using a new heat exchanger | |
| CN101191427A (zh) | 流体压差发动机 | |
| RU2509218C2 (ru) | Двигатель внешнего сгорания |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application |