NO323705B1 - Varmevekslerapparat og fremgangsmate for bruk av dette - Google Patents

Abstract

En varmeveksler omfatter en flerhet av første varmevekslerrø(2) som strekker seg gjennom veksleren og gjennom en flerhet av varmevekslerkammere som strekker seg sideveis, hvor hvert kammer (23-27) har i det minste et innløp fra et første kammer og i det minste et utløp til et andre aksialt tilliggende kammer, og hvor hvert kammer har en flerhet av tverrgående sammenkoplingssoner som hver er definert ved i det minste to av rørene, og i det minste en første sone har et innløp til det første kammeret og i det minste en andre sone, forskjellig fra den første sonen, har et utløp til det andre kammeret. Det er også innbefattet et kar eller en beholder for å blande el] erfordele strømmer av et første fluid som passerer aksialt fra et oppstrøms til et nedstrøms sted, som omfatter tverrgående skilleplater (28) på tvers av beholderen i det minste to suksessive rader, hvilke rader av skilleplater definerer et åpent tverrgående kammer (22), og platene i suksessive rader har en forskjellig rommelig fordeling på tvers av beholderen. Varmevekslerapparatet har fortrinnsvis varmevekslere med fordeleren nedstrøms, og hele apparatet er en kompakt reformer.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en anordning for varmeveksling mellom fluider og/eller blanding av fluider, hvor fluidene er forskjellige og/eller på forskjellige temperaturer.

I mange prosessoperasjoner er det varmevekslere som involverer overføring av varme

fra et første til et andre fluid. Utvekslingen kan være for å avkjøle utslippsgasser fra en forbrenningsreaksjon og/eller å forvarme gasser før reaksjon. De to fluidene kan bevege seg motstrøms eller i samme strømningsretningene og de kan bevege seg med det ene fluidet i en kjerne og det andre i et omgivende skall, eller det ene kan bevege seg i et rør eller rør som passerer gjennom kammer som inneholder det andre fluidet. IEP-A-450872 har en kompakt reformer reaksjonsrør for en eksotermisk reaksjon inn i et kammer som er pakket med en katalysator for en endotermisk reaksjon. De utgående endotermiske reaksjonsproduktene i kammeret forvarmer de eksotermiske reaktantene som passerer i en kjerne og omgivende rom inne i kammeret. IEP-A-643618 og EP-A-703823 til den endotermiske reaksjonen sted i rørene og den eksotermiske reaksjonen i kammeret, og de eksotermiske reaktante blir forvarmet ved passasje i ringrom som omgir de endotermiske utløpsrørene. IEP-A-703823 passerer en forvarmet eksotermisk reaktant, vanligvis luft, inn i reaksjonskammeret gjennom en perforert fordelingsplate, som danner en luftvegg som beveger seg opp kammeret inntil den møter de forvarmede brennstoffutløpene ved hvilket tidspunkt det finner sted en automatisk tenning som frembringer flammer som passerer rundt og langs de endotermiske rørene for å bevirke reaksjon i disse. De utslippende forbrenmngsgassene fra den eksotermiske reaksjonen forvarmer den innkommende endotermiske reaktanten.

Arrangementet ovenfor gir ingen ensartet forvarming av de eksotermiske reaktantene hvilket kunne være ønskelig, og heller ikke så ensartet temperaturfordeling i luften som entrer reaksjonskammeret som kunne være ønskelig.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en varmeveksler som angitt i det selvstendige krav 1. Fordelaktige utførelsesformer av varmeveksleren er angitt i de uselvstendige kravene 2 til 12.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebragt en fremgangsmåte for utføring av varmeveksling som angitt i det selvstendige patentkrav 13. Fordelaktige utførelsesformer av fremgangsmåten fremgår av de uselvstendige kravene 14 til 20. Oppfinnelsen tilveiebringer også en anordning for varmeveksling som angitt i de selvstendige kravene 21 og 22.

Det skal beskrives en anordning og fremgangsmåte for å oppnå større ensartethet under forvarmingen og/eller temperaturfordelingen. Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en varmeveksler som omfatter en flerhet av første varmevekslerrør som strekker seg gjennom veksleren, og gjennom en flerhet av varmevekslerkammeret som strekker seg sideveis, hvor hvert kammer har i det minste et innløp fra et første kammer og i det minste et utløp til et andre aksialt nabokammer, og hvert kammer har en flerhet av tverrgående sammenkoplingssoner, som hver er definert av i det minste to av rørene, og i det minste en første sone har et innløp til det første kammeret og i det minste en andre sone, forskjellig fra den første sonen, har et utløp til det andre kammeret.

Det skal beskrives en varmeveksler som omfatter en flerhet av første varmevekslerrør som strekker seg gjennom veksleren og gjennom en flerhet av varmevekslerkammere som strekker seg sideveis og som omfatter et første kammer og et andre og tredje kammer aksialt inntil dette og på en side av dette, og hvor hvert kammer er adskilt fra hvert nabokammer av en skillevegg hvori det er en flerhet av diskrete åpninger, og hvert kammer har en flerhet av tverrgående sammenkoplingssoner, som hver er definert av i det minste tre av rørene, et første skille og et andre skille motstående det første skillet, og med åpningene i forskjellige soner og en passasje gjennom sonene mellom en i det minste første åpning i et første skille og i det minste en andre åpning i det første skillet eller skillevegger, og i det minste en tredje og en fjerde åpning i det andre skillet eller skilleveggen.

Det skal også beskrives en fremgangsmåte for å bevirke varmeveksling mellom et første fluid som passerer gjennom en beholder og et andre fluid i en flerhet av første rør som strekker seg gjennom beholderen og gjennom en flerhet av varmevekslerkammeret som strekker seg sideveis, hvor hvert kammer har en flerhet av tverrgående sammenkoplingssoner, som omfatter passasje av i det minste en strøm av det første fluidet inn i et første kammer, bevirkning av kontakt mellom fluidet og flere enn et av rørene og så passasje av en strøm av fluidet etter denne kontakten fra det første kammeret inn i et andre kammer som ligger aksialt inntil det første kammeret, slik at fluidet passerer gjennom kamrene i en aksial og sidegående retning.

Det skal også beskrives en fremgangsmåte for å bevirke varmeveksling i en beholder mellom et første fluid som passerer gjennom en flerhet av varmevekslingskammeret som strekker seg sideveis i beholderen i gjensidig aksialt forhold i beholderen og ét andre fluid som passerer i en flerhet av første rør, som strekker seg gjennom beholderen og gjennom kamrene, hvor hvert kammer har en flerhet av tverrgående sammenkoplingssoner, som omfatter passasje av i det minste to strømmer av det første fluidet inn i forskjellige soner i et første kammer, bevirking av kontakt mellom hver av de første strømmene og flere enn ett av rørene for å gi andre og tredje strømmer, blanding av den andre og tredje strømmen i en forskjellig sone for å frembringe en blandet strøm og passasje av den blandede strømmen fra den forskjellige sonen inn i et andre kammer som ligger aksialt inntil det første kammeret, slik at fluidet passerer gjennom kamrene i en aksial og sidegående retning.

Varmeveksleren er en hul beholder som inneholder flerheten av kammeret og varmevek-slerrør. Beholderen kan ha et krumt, f.eks. sirkulært eller elliptisk, eller rettlinjet, f.eks. kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt, og kan ha en langsgående akse hovedsakelig normal på dets radiale akse, som i en rett sylinder. Den høyde til breddeforhold er fortrinnsvis 10:1 til 2:1. Beholderen kan være av metallisk, f.eks. stål, eller isolerende materiale, f.eks. mursten eller stenkonstruksjon og spesielt i tilfellet med en beholder med metallvegger, kan den ha et isolerende ytre sjikt eller lag.

De første varmevekslerrørene er av varmeledende materialer slik som karbonfiberforsterket materiale eller keramikk, men fortrinnsvis av metall, spesielt høytemperaturresi-stent stål. Rørene kan være anordnet i beholderen i en tilfeldig eller regelmessig rekke, og spesielt i det minste to slik som to-seks rader, hvor rørene i naborekker kan være på linje eller forskjøvet i forhold til hverandre. Rørene kan være parallelle i en eller to retninger, slik at et rør er et medlem av to rader, og aksen til en rad er normal på aksen til naboraden eller i 45° vinkel i forhold til denne aksen; og aksen til en rad kan også være normal på aksen til den neste raden bak naboraden. Således kan rørene være rettlinjede rader, hvor hvert rør er i en konstant avstand fra hvert av dets fire nærmeste naborør eller har i det minste åtte nærmeste naboer, hvor fire av disse er i en avstand og de neste fire i en større avstand. Rørene kan også være i ikke-rettlinjede rader. Det kan være i det minste to, f.eks. i det minste 10, første varmevekslerrør slik som 2-5000, fortrinnsvis 10-576, første varmevekslerrør i beholderen. De kan være fordelt i et kvadratisk eller rektangulært mønster i beholderen, fortrinnsvis i et kvadratisk mønster og med antallet rør i hver rad det samme eller vekslende med et. De kan være med en trekantet stigning eller en rettlinjet stigning, f.eks. kvadratisk stigning, idet radene i den rettlinjede stignin-gen er etter valg parallelle med eller i 30 til 60°, f.eks. 45°, i forhold til veggene til en tenkt eller virkelig omhylning som omgir de ytterste rørene i rekken i beholderen.

De første rørene kan strekke seg gjennom beholderreaktoren lineært, spesielt i en retning parallelt med den langsgående akse til beholderen, og særlig for rette sylindriske beholdere. For rektangulære beholdere er røraksen vanligvis parallell med en langsgående kant. Det er fordelaktig at passerer gjennom motstående flater, dvs. topp og bunn av beholderen. Rørene kan imidlertid også passere i en hvilken som helst vinkel gjennom en av de motstående flatene, snarere enn hovedsakelig normalt på denne, og kan passere gjennom en sideflate av beholderen. Røret kan også passere på en ikke-rettlinjet måte, f.eks. på en krum eller buet måte, som kan være i et enkelt plan, som gir en bue med konstant eller varierende radius, eller på en buktet måte, f.eks. en sinusform, eller røret kan være i flere enn et plan, f.eks. i en regelmessig eller uregelmessig spiral.

Varmeveksleren har vanligvis isolasjon som enten omgir den ytre veggen av beholderen og/eller i et sjikt eller lag på innsiden av denne veggen.

Beholderen er inndelt aksialt med en flerhet av kammeret som strekker seg sideveis, hvor hvert kammer vanligvis strekker seg på tvers av den fulle indre bredden til beholderen. Det kan være i det minste to, slik som i det minste fem, slike kammere og spesielt to til tohundre eller ti til seksti. De første rørene passerer gjennom flere enn et kammer, spesielt gjennom hvert kammer. Kamrene strekker seg fortrinnsvis sideveis normalt på den langsgående aksen til i det minste et rør som passerer gjennom det, og spesielt alle rørene, og/eller strekker seg sideveis normalt på den langsgående aksen til beholderen, spesielt begge. Den relative høyden (aksiale lengden) til kammeret i forhold til sidebred-den til sonene i kammeret, dvs. gapet mellom de første rørene, er vanligvis opptil 10:1, f.eks. 0,1:1 til 10:1, slik som opp til 5.0:1, f.eks. 0.2-3.0:1,0.2-0.8:1 eller 1-2:1. Det er fordelaktig at de individuelle kamrene i hovedsak er parallelle med hverandre slik at de første og andre skillene som utgjør gulv og tak til hvert kammer i hovedsaken fortrinnsvis er parallelle.

Hvert kammer er inndelt i et antall tverrgående soner (f.eks. i det minste 10 soner slik som 10-1000), hvis forhold til hverandre og andre kammere skal beskrives med henvis-ning til det første kammeret, og det andre og tredje kammeret inntil dette på hver side.

Det første kammeret har blant dets soner i det minste to og fortrinnsvis seks, slik som seks til femti innløpssoner, i hvilke hver sone har en åpning som danner innløp fra det andre kammeret og i det minste to, og fortrinnsvis i det minste seks, slik som seks til femti, udøpssoner, i hvilken hver sone har en åpning for utløp inn i det tredje kammeret. Forholdet mellom antallet soner og antallet rør kan være opptil 2:1, f.eks. 0.5-2.2:1, mens forholdet mellom antallet innløpssoner og antallet utløpssoner i et hvilket som helst kammer vanligvis er 0.5-2:1, f.eks. 0,1-1.2:1, fortrinnsvis i hovedsaken 1:1. Sonene strekker seg vanligvis i begge sideretningene gjennom kammeret og hovedsakelig alle kamrene er blitt inndelt i soner. Sonene er vanligvis sammenkoplet med hverandre i kammeret og hoveddelen, spesielt i det alt vesentlige alle, sammenkoples vanligvis med soner i nabokammeret som beskrevet ytterligere nedenfor. Når rommet mellom de ytterste rørene og veggene til beholderen ignoreres, er hver sone definert av veggene til i det minste tre eller fire rør som passerer gjennom kammeret. Sonen er definert av i det minste tre rør når disse er anordnet i et trekantmønster og av i det minste fire rør når disse er i et kvadrat eller rektangulært mønster. Uregulære mønstere av rør kan kreve i det minste tre til seks rør for å definere en sone. Hver sone har i det minste ett og vanligvis to rør felles med dens nabosone.

En første sone har et innløp fra det neste (f.eks. andre kammeret og en andre sone har et innløp til det andre nabo (f.eks. tredje) kammeret. Ingen sone har både et slikt innløp og et slikt utløp, så den første og andre sonen er forskjellige. I det minste en innløpssone kan være inntil i det minste en andre utløpssone, eller kan være adskilt fra den første sonen med i det minste en, f.eks. en til fire, men spesielt en tredje sone, som har hverken et slikt innløp eller et slik utløp. Det er således fordelaktig at en innløpssone kan være adskilt med en tredje sone fra en utløpssone, som selv er adskilt med en ytterligere tredje sone fra en ytterligere innløpssone; og således er de seks sonene det gjelder fortrinnsvis på en rett linje på tvers av bredden til kammeret. Alternativt kan en innløps-sone være inntil en utløpssone, som selv er inntil en ytterligere utløpssone, hvor alle sonene fortrinnsvis er på en rett linje på tvers av kammeret. Fortrinnsvis er innløps og ut-løpssonene i hver av den andre, første og tredje sonen i det samme planet, slik at det første fluidet beveger seg opp beholderen i dette planet. Når utløpssonen er omgitt av to eller flere innløpssoner i ett, f.eks. det første kammeret, vil den totale virkningen være å blande delene av det første fluidet som entrer det første kammeret via innløpssonen og utstøte det gjennom utløpssonen inn i det neste, f.eks. tredje kammeret, hvorpå en del passerer til en utløpssone i dette kammeret, og en annen del passerer til en annen utløps-sone i dette kammeret. På denne måten blir fluidet delt, blandet og gjendelt og gjenblan-det med den samme eller forskjellige strømmer av fluid, og i hvert tilfelle med kontakt mellom to eller flere rør i hver sone. På denne måten blir temperaturen til fluid i hvert kammer progressivt mer ensartet ettersom fluidet beveger seg opp beholderen fra kammer til kammer.

I hvert kammer er det vanligvis i det minste to soner i en lineær retning, og spesielt 0-3 soner, f.eks. 0-1 sone, mellom hver innløpssone og hver utløpssone. Spesielt er i det minste en innløpssone adskilt fra beholderveggen med i det minste en, f.eks. en til tre, slik som et rør, og spesielt i det minste en, f.eks. en til tre, slik som en sone; og den nærmeste utløpssonen fra innløpssonen er også fortrinnsvis adskilt fra beholderveggen med i det minste en, f.eks. en til tre, slik som et rør eller spesielt i det minste en, f.eks. en til tre, slik som en sone. I tillegg har hvert kammer fortrinnsvis i det minste to innløpssoner som er adskilt og i det minste to utløpssoner som er adskilt, alle på en rett linje på tvers av kammeret og spesielt med null eller en sone mellom hver innløps og utløpssone.

De første varmevekslerrørene kan være de eneste som passerer gjennom kamrene, men fortrinnsvis er det i det minste et andre varmevekslerrør som passerer gjennom kamrene. Diametrene, tverrsnittsformene og arealene til det første og andre (og hvilke som helst påfølgende rør) kan være de samme eller forskjellige; men fortrinnsvis er de første rø-rene større og kan være anordnet for motstrømsvarmeoverføring til det første fluidet som passerer gjennom beholderen mens de andre rørene kan være mindre og for sam-strømsoverføring fra det første fluidet eller motstrømsstrålingsvarmeoverføring fra de første rørene. De første og ytterligere rørene kan være symmetrisk anordnet i forhold til det første røret, f.eks. ekvidistanse til to eller flere første rør. Det andre og ytterligere rør kan være regelmessig som beskrevet ovenfor med de første rørene; og spesielt kan de første og andre rørene være i rader som er parallelle i to retninger i forhold til hverandre. Det er således fortrinnsvis en første regelmessig rekke av nevnte første varmevekslerrør og en andre regelmessig rekke av andre varmevekslerrør som strekker seg aksialt gjennom varmevekslere og fortrinnsvis med forskjellig diameter i forhold til de første var-mevekslerrørene. De andre rørene er fortrinnsvis i vekslende rader med de første rørene, på linje med disse eller spesielt forskjøvet fra disse. Dvs. med hvert rør av en type ved senteret av et kvadrat (i planriss) med de fire nærmeste naboene av annen type ved hjør-nene til kvadratet. De andre rørene kan veksle med det første rør i to retninger normalt på hverandre eller bare i en av disse retninger. Rørsenteret/rørsenteravstanden mellom de første rørene i en hvilken som helst retning kan være den andre eller forskjellig fra avstanden mellom de andre rørene i denne retningen og avstanden mellom de første og andre rørene kan være den samme eller forskjellig fra hverandre i avstandene ovenfor. Alle disse rørsentrene/rørsenteravstandene er fortrinnsvis i hovedsaken de samme. Forholdet mellom antallet første rør og andre rør kan være en til tre til tre til en, spesielt ti til fjorten til fjorten til ti, eller hovedsakelig en til en. De første rørene kan være anordnet med en trekantet stigning med de andre rørene i hver vekslende trekant, eller de kan være i en rettlinjet, spesielt kvadratisk stigning.

Tilstedeværelsen av første og andre varmevekslerrør som passerer gjennom varmevekslerkamrene er et spesielt viktig aspekt ved oppfinnelsen, spesielt når det gjelder fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen hvorved et første fluid passerer gjennom kamrene, og et andre fluid passerer gjennom de første rørene, mens et tredje fluid passerer gjennom de andre rørene, hvor strømningsretningen til det andre fluidet er motstrøms til retningen til det tredje fluidet, og til den totale aksiale strømningen til det første fluidet.

I det minste et av de første og andre varmevekslerrørene, fortrinnsvis de første rørene og etter valg begge, er utstyrt med innretninger for å forstørre det effektive ytre overflate-arealet til disse. Forstørrelsesinnretningen kan være integrert med røret, eller ikke integrert med dette, men i direkte termisk kontakt med røret; og begge typene forstørrelses-innretninger kan være tilstede dersom det er ønskelig. Forstørrelsesinnretningene er vanligvis en eller flere finner eller ribber på røret, idet finnene eller ribbene er kontinuerlige eller diskontinuerlige gjennom kammeret. De kan være rette eller buede, f.eks. spiral eller skruelinjeformet langs rørlengden i kammeret. De ikke-integrerte forstørrelsesinnret-ningene kan være i form av et varmeledende legeme som har en eller flere finner eller ribber, og hvor legemet er utvidet rundt røret i kammeret, med eller uten feste til røret. Det er hensiktsmessig at de ikke-integrerte innretningene kan ha en finne eller ribbe som strekker seg utover fra, f.eks. normal på, en basis som kan ha en flat overflate for å komme i kontakt med røret; og disse innretningene kan således være et fleksibelt lang-strakt legeme med T-formet tverrsnitt som er tett viklet rundt røret for å tilveiebringe god termisk kontakt mellom røret og basisen og således bringe varme til finnen eller rib-ben.

Med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen forflytter et andre fluid, f.eks. en gass eller en væske eller en blanding av dette seg i de første rørene og varmen blir overført mellom rørveggene og det første fluidet (f.eks. en gass eller væske eller en blanding derav) passerer gjennom sonen i hvert kammer. En første strøm av det første fluidet kan entre det første kammeret, komme i kontakt med i det minste to av rørene i sonene å passere inn i det andre kammeret; alternativt, eller i tillegg, kan en første eller andre strøm av det første fluidet separat entre det første kammeret, hvor hver strøm kommer i kontakt med i det minste et rør og så kan den første og andre strømmen blandes og passere til det andre kammeret. Fortrinnsvis entrer strøm en innløpssone i hvert kammer og kommer i kontakt med i det minste fire, f.eks. i det minste åtte, varmevekslerrør før den forlater dette kammeret. Fortrinnsvis passerer det første fluidet gjennom suksessive kammere motstrøms til en andre fluid som passerer gjennom de første rørene, mens spesielt passerer et tredje fluid i de andre rørene motstrøms til det første fluidet og mot-strøms til det andre fluidet. Det er fordelaktig at det første og andre fluidet er gasser og at det tredje er en gass eller en væske, spesielt når den andre rørdiameteren er mindre enn diameteren til det første røret. Særlig er det andre fluidet et endotermisk reaksjons-produkt, f,eks. fra dampereformering av gassaktig hydrokarbon, f.eks. av en til fire karboner slik som metan eller en deloksidasjon av et slikt hydrokarbon, mens det første fluidet er en gass omfatende molekylær oksygen slik som luft og det tredje fluidet er et brennstoff, f.eks. hydrogen eller en gassaktig hydrokarbon på en til fem karboner slik som metan, etan, propan eller butan eller karbonmonoksid. Det er fordelaktig at varme blir overført fra det andre fluidet via første rør til de første fluidene, også fra det første fluidet til tredje fluid (via andre rør) spesielt for å forvarme luften og brennstoffet før entring av et forbrenningsområde i beholderen, og hvor forbrenningen varmer opp den endotermiske reaksjonen. Dersom det er ønskelig, kan de første rørene inneholde varme-overføringsfaststoffer, f.eks. inerte faststoffer slik som keramisk materiale og/eller fast katalysator for den endotermiske reaksjonen. I det minste noe av varmeoverføringen mellom det første røret og det andre røret i kamrene skjer vanligvis ved stråling; f.eks. i det minste 5% eller 20%, slik som 5-10%, 10-50%, eller 20-40%, slik som omtrent 30%, og resten skjer primært ved konveksjon.

I prosessen passerer fortrinnsvis det første fluidet gjennom i det minste ett og spesielt minst to suksessive kammere i et plan, f.eks. 5 til 30 kammere, og så gjennom i det minste et spesielt i det minste 2 suksessive kammere i et forskjellig plan, spesielt ved 45 til 135° i forhold til det første planet, f.eks. hovedsakelig normalt på dette, f.eks. ytterligere 1 til 30 kammere; deretter kan bevegelsesplanet igjen endres, f.eks. som foran i det minste en gang til, slik som en til fem ganger til. Dersom det er ønskelig, kan bevegelsesplanet endres mer hyppig med økende avstand fra innløpet til det første fluidet.

Prosentdelen til innløps og utløpsåpningene i et hvilket som helst kammer i forhold til det totale arealet til dette kammeret (dvs. innbefattende rørene) er vanligvis 5 til 25%, f.eks. 10 til 20%, mens prosentdelen til innløps og utløpsåpningene til et hvilket som helst kammer i forhold til det totale arealet til dette kammeret unntatt rørene (dvs. det totale arealet til sonene) vanligvis er 25 til 50.

I apparatet i henhold til oppfinnelsen kan de individuelle kamrene ha fullstendige skil-ler, også kalt barrierer, mellom seg utenom innløps og utløpsåpningene nevnt ovenfor, slik at de har i hovedsaken fullstendige gulv og tak. Barrierene kan ellers være impermeable for første fluid som bringer alt dette fluidet til å passere fra innløps til utløpssonene før det passerer til det neste kammeret. Dersom det er ønskelig, kan imidlertid i det minste ett parti, i hovedsaken hele, av i det minste en barriere mellom suksessive kammere, spesielt i hovedsaken alle slike barrierer, være foraminøse, hvor prosentdelen til arealet til hullene i forhold til det totale arealet til barrieren er på 10 til 70%, og særlig 30 til 60%. Slike perforerte barrierer tillater noen passasje av det første fluidet fra hvert kammer til det neste, utenom det som skjer via innløps og utløpssonene for å redusere tilbaketrykket og gjøre strømningsfordelingen jevn sammenlignet med bruken av faste eller massive barrierer. Barrierene er imidlertid fortrinnsvis ufullstendige, men ikke fo-raminøse eller småhullet.

Innløps og utløpsåpningene kan være i form av spalter i lav eller plater, eller rom mel-

lom separate skilleplater. Sperrene kan ha regelmessige eller ikke-regelmessig form med rette eller krumme skiver, slik at innløpene og utløpene kan ha sirkulært, elliptisk, rektangulært, kvadratisk eller annet tverrsnitt. En sperre kan dekke fullstendig taket til en eller flere soner; spesielt kan det være en eller en serie sperrer på tvers av bredden av karet. Det kan således være en serie av rader av sperrer med tilsvarende form. F.eks.

med tider som strekker seg spesielt på langs eller sidegående; og disse kan således være skilleplatene nevnt ovenfor. De andre rørene kan passere gjennom i det minste to og særlig i hovedsaken alle disse skilleplatene med parallelle sider som strekker seg side-

veis, men passerer fortrinnsvis gjennom bare en del av sperrene, spesielt ved regelmes-

sige intervaller, og særlig gjennom vekslende sperrer. Når en serie av suksessive kam-

mere har parallellsidede skilleplater, kan sidene til skilleplatene være koplanare over i det minste to suksessive kammere, f.eks. i hovedsaken alle, eller sidene kan være paral-

lelle med sidene til skilleplatene i det neste kammeret, men sidene kan overlappe hver-

andre (når de ses i et planriss). Det er således ingen aksial siktlinje mellom suksessive kammere, og derved tvinges det første fluidet til å bevege seg sideveis såvel som aksialt mellom suksessive kammere, og særlig på en buktende måte. Selv om skilleplatene i et kammer kan ha sider som er parallelle med de korresponderende skilleplatene i nabokammeret og/eller aksialt kolineære med skilleplatene i det påfølgende kammeret, slik at det kan være 5 til 90 kammere, foretrekkes å ha periodisk en serie av skilleplater for første suksessive kammere med slike parallelle sider og så en serie av skilleplater for de neste suksessive kamrene med gjensidig parallelle sider, men i en hvilken, f.eks 45 til 135°, slik at de er i hovedsaken normale på skilleplatene i den første serien. Denne end-

ringen for de neste suksessive kamrene kan gjentas en eller flere ganger, ved hver kam-mergruppe har 1-50, f.eks. 5-30 kammere. På denne måten vil deler av det første fluidet bevege seg gjennom beholderen i et plan, før de flytter seg gjennom beholderen i et an-

net plan som vanligvis er normalt på det første. Det kan således være en varmeveksler som omfatter en første serie av sperrer med sider som er parallelle i en retning, og så en andre serie av sperrer med sider som er parallelle i en forskjellig retning, i suksessive kammere; og hvor den første og andre serien av sperrer kan veksle. Når det er første og andre rør, er det fortrinnsvis skilleplater mellom vekslende rader av første rør i det første

kammeret og skilleplater mellom forskjellige rekker med rader av første rør i det andre kammeret, idet de andre rørene passerer gjennom skilleplatene.

Det første kammeret kan ha en første skillevegg som er et gulv (eller et tak til det andre kammeret) med to tverrgående parallellsidede spalter, og en andre skillevegg som er et tak (eller et gulv til det tredje kammeret) med tre tverrgående parallellsidede spalter, hvor sidene er aksial koplanare med sidene i det første kammeret, mens det for gulvet til det andre kammeret er tre slike spalter etc; og hvoretter denne serie av slike kammere det neste planet til sidene endres for det neste serien med en vekslende to, tre, to, tre antall spalter. Generisk kan antallet spalter veksle med en mellom hvert suksessivt kammer. Spaltene kan således gå nord/syd for en serie, også øst/vest, så nord/syd igjen. Med arrangementet av spalter som angitt ovenfor, er virkningen fortrinnsvis at varmeveksler-beholderen når den ses i et planriss har et regelmessig mønster av rør med skilleplater gjennom hvilke første rør passerer og med et arrangement av andre rør, spalter og skilleplater gjennom hvilke de andre rørene passerer eller er tangentielle til, og den totale virkningen blir at det ikke er noen effektiv siktelinje gjennom varmeveksleren, slik at det første fluidet bare kan passere med aksial og sidegående bevegelse, snarere enn bare aksial bevegelse.

Det er fordelaktig at varmevekslerrørene er inni en reaktor med to vegger, fortrinnsvis konsentriske vegger. Selv om begge kan være lastbærende, er det fordelaktig at den ytre bærer mer belastning enn den indre. Den indre veggen virker som en skjerm eller omhylning som omgir alle rørene for å tilveiebringe et ringformet rom mellom de to veggene, f.eks. ytre vegg og skjermen. Den indre veggen, f. eks. skjermen, er vanligvis av et varmeledende materiale, f.eks. metall eller karbonfiberforsterket materiale, og kan være i kontakt med en eller flere varmevekslerrør, men er fortrinnsvis adskilt fra hvert rør. Den indre veggen kan ha den samme aksiale tverrsnittsformen som den ytre reaktorveggen, f.eks. konsentriske sirkler, men fortrinnsvis er de aksiale tverrsnittsformene forskjellige, f.eks. ved at den ytre veggen er sirkulær og den indre veggen er elliptisk eller rektangulær, slik som kvadratisk. Skjermen eller omhyllingen kan også holde sperrene eller skilleveggene på plass i reaktoren mellom kamrene, og kan således hjelpe til å lo-kalisere rørene.

Dette ringformede rommet i reaktoren mellom skjermen og reaktorveggen kan inneholde varmeisolasjon, f.eks. keramisk materiale, men tilveiebringer fortrinnsvis en for-varmesone for første fluid før innløp inn i varmevekslerkamrene ved deres oppstrøms-ende; og denne sonen reduserer også varmetapet fra reaktoren ved at varmen fra skjermen innfanges og gjenbrukes. Reaktorveggen kan ved et eller flere steder, hvorav i det minste et er distalt fra oppstrømsvarmevekslerkamrene og nær nedstrømsvarmeveks-lerne, utstyrt med i det minste en åpning for innløp av det første fluidet, f.eks. luft, og spesielt fluid under trykk, og åpningen eller åpningene er i reaktorveggen til det ringformede rommet. Det kan være mer enn en åpning, særlig to til seks, i en spesielt adskilt symmetri om den langsgående aksen til reaktoren, vanligvis i et plan normalt på denne aksen. Skjermen eller omhylningen kan ved dens ende nær oppstrømsvarmeveksler-kamrene ha i det minste et innløpssted inn i denne (eller de) varmevekslerkammeret eller kamrene som særlig en til tre innløp, f.eks. en inn i en eller flere av de tre mest oppstrøms varmevekslerkamrene, og særlig det lengst oppstrømskammeret. I bruk vil således luften, f.eks. luft under trykk, entre reaktoren gjennom åpningen eller åpningene i det ringformede rommet, passere gjennom dette, hvor den via skjermen er i samstrøms varmeutvekslingsforhold med de første rørene og/eller motstrøms varmevekslerforhold med det første fluidet som forflytter seg gjennom varmevekslerkamrene; det første fluidet kan bli forvarmet til i det minste 100°C på denne måten før det kommer inn i varmevekslerkammeret fra det ringformede rommet.

I en utførelse innbefatter prosessen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen også forvarming av det første fluidet utenfor varmevekslerkammeret ved varmeveksling mellom det første fluidet inne i disse kamrene for å gi et forvarmet første fluid før entring av det forvarmede første fluidet inn i varmevekslerkamrene; og fordelaktig skjer forvarmingen i en retning motstrøms til bevegelsesretningen til det første fluidet i kamrene. Spesielt blir det første fluidet sendt gjennom et ringformet rom mellom skjermen og reaktorveggen, hvor skjermen tilveiebringer en omhylning som omgir rørene.

Fordelene med varmeveksleren og prosessen i henhold til oppfinnelsen kan innbefatte en bedre varmefordeling på tvers av beholderen til det første fluidet når det forlater varmeveksleren, f.eks. på toppen, og/eller til det andre fluidet når dette forlater varmeveksleren, f.eks. ved bunnen, gjennom de første rørene. I et ytterligere aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen også en beholder for å blande eller fordele strømmer av et første fluid som passerer aksialt fra et oppstrøms til et nedstrøms sted, som omfatter tverrgående skilleplater på tvers av beholderen i 1 det minste to suksessive rader, hvilke rader med skilleplater definerer et åpent tverrgående kammer, hvor skilleplatene i suksessive rader har en forskjellig rommelig fordeling på tvers av beholderen. Dette arrangementet av skilleplater kan være tilstede i en varmeveksler i henhold til oppfinnelsen, fortrinnsvis etter at det første fluidet har passert gjennom varmeveksleren. Alternativt kan andre varmevekslersystemer anvendes i kombinasjon med arrangementet av skilleplater som angitt ovenfor. Skilleplatene kan virke som spoilere for å bryte opp strøm-men av det første fluidet og fordele eller blande det.

Arrangementet av skilleplater kan anvendes som en blandeanordning for fluider, som har forskjellig temperatur og/eller sammensetning, f.eks. for blanding av i det minste to forskjellige fluider, eller et fluid i i det minste to strømmer med forskjellige temperaturer. Arrangementet foretrekkes for å blande fluider med forskjellige temperaturer, slik en oppnår ved kontakt mellom et eller flere fluider med varmeveksleroverflater, og særlig et som strekker seg gjennom beholderen som i de første rørene i de ovenfor nevnte publiserte referansene. Dersom et av rørene er ved en forskjellig temperatur enn resten, vil så det første fluidet som passerer dette være ved en forskjellig temperatur i forhold til resten hvilket fører til en mangel på ensartethet ved toppen av varmeveksleren, hvilket denne siden ved den foreliggende oppfinnelsen forsøker å bøte på med det spesielle arrangementet av skilleplater for å gi en hovedsakelig ensartet temperatur og sammensatt fluid på tvers av bredden til beholderen.

Arrangementet av skilleplatene blir fortrinnsvis brukt i en fordelingsanordning for fluider, f.eks. fluider som har forskjellige aksiale hastigheter, for å tilveiebringe en strøm av fluid over et bredt tverrsnitt, f.eks. beholderbredden, med hovedsakelig konstant hastighet. Det første fluidet kan først komme i kontakt med skilleplatene i en eller flere enn én strøm, f.eks. en strøm som stammer fra kontakt mellom et eller flere fluider med varme-veksleroverflate, og særlig en som strekker seg gjennom beholderen såvel som i de første rørene til det foran angitte apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Fluidet er fortrinnsvis luft og skilleplatene tilveiebringer en strøm av luft på tvers av beholderen med hovedsakelig konstant hastighet, f.eks. som en luftvegg, og særlig når luften møter brennstoffbrennerne i apparatet i henhold til oppfinnelsen.

Beholderen kan være som beskrevet ovenfor med hensyn til varmeveksleren uttrykt ved form og konstruksjon, men den behøver dog ikke ha det første røret (og andre rør) i seg. På oppstrømsstedet i beholderen kan således de to strømmene av fluid nettopp ha blitt ført inn i beholderen, eller de kan være adskilt fra, unntatt ved toppen av varmeveksleren med varmevekslingsoverflater, idet varmeveksleren er inne i beholderen eller utenfor denne, men med fri bevegelse av fluid fra veksleren inn i beholderen. I det første tilfellet, med skilleplater og varmeveksler i den samme beholderen, kan varmeveksler-overflatene strekke seg gjennom området av beholderen som inneholder de tverrgående skilleplatene eller kan være fraværende fra denne, f.eks. stopp i beholderen under skilleplatene.

Skilleplatene kan være impermeable overfor fluider, men de er fortrinnsvis foraminøse eller småhullet, hvor det totale arealet til hullene i skilleplatene er 10-60%, f.eks. 30-50%, av det totale arealet til skilleplatene, og størrelsen på de individuelle hullene fortrinnsvis i et gjennomsnitt er mindre enn 1/5 av størrelsen til et varmevekslingsrør som passerer gjennom dem, f.eks. 1/20 til 1/5 av størrelsen. Det er fordelaktig at alle hullene har i hovedsaken den samme størrelsen, særlig i en bestemt rad, selvom hullene i suksessive rader også kan være av den samme størrelsen eller med progressivt økende eller særlig progressivt minkende størrelse.

Formen til de individuelle skilleplatene kan være som beskrevet ovenfor for skillene i varmeveksleren.

Skilleplatene er fortrinnsvis i en beholder hvor i det minste noen rør passerer gjennom dem, og det rommelige forholdet mellom beholderen og rørene er fortrinnsvis som beskrevet ovenfor i relasjon til varmeveksleren og rørene. Spesielt kan beholderen ha første rør som passerer gjennom dem i en regelmessig rekke, og andre rør som passerer gjennom dem på en forskjellig måte; og beskrivelsen ovenfor gir ytterligere detaljer i det rommelige arrangementet av rørrekkene. De første og andre rørene kan være i rader som er parallelle med hverandre eller i 30-60°, f.eks. 45° i forhold til hverandre. Spesielt er et par av rader av første rør fortrinnsvis adskilt av en rad av andre rør/eller visa versa, særlig når de første og andre rørene er i parallelle rader i to retninger i rette vinkler. Hvert første rør er fortrinnsvis omgitt av fire andre rør og hvert andre rør er omgitt av fire første rør (bortsett fra rør inntil beholderveggen). Forholdet mellom rørene og skilleplatene er fortrinnsvis som angitt i det etterfølgende. De andre rørene kan passere mellom, men passerer fortrinnsvis gjennom i det minste noen av skilleplatene. Skilleplatene kan ha parallelle sider som strekker seg sideveis, idet de strekker seg oppover hovedsakelig hele den indre bredden til beholderen og befinner seg mellom i det minste noen av de første rørene, f.eks. 2-4. Sidene til skilleplatene i en første rad er vanligvis i en vinkel, f.eks. 45-135°, eller hovedsakelig normalt på sidene til skilleplatene i en andre naborad. Antallet skilleplater i en rad er fortrinnsvis en mer eller mindre enn antallet i naboraden. I forhold til en første rad av skilleplater er det fordelaktig at første og andre rør er i parallelle rader adskilt fra hverandre, og rader av parallellsidede skilleplater har vekslende rader av andre rør som passerer gjennom dem, mens med hensyn på en andre rad av skilleplater inntil den første raden av skilleplater, har rader av parallellsidede skilleplater i den andre raden hver rad av andre rør som passerer gjennom dem og hver rad av første rør som passerer mellom dem, hvor retningen til sidene til skilleplatene i den andre raden er i hovedsak i rettvinkel til retningen til sidene til skilleplatene i den første raden; særlig med hensyn til en tredje rad av skilleplater inntil den andre raden av skilleplater, hvor rader av parallellsidede skilleplater i den tredje raden har hver rad av andre rør plasserende gjennom seg og hver rad av første rør passerer mellom dem, hvor retningen til sidene til skilleplatene i den tredje raden er i hovedsak i rett vinkel til retningen til sidene til skilleplatene i den andre raden, men hovedsakelig i den samme retningen som sidene i den første raden. Spesielt har beholderen i kombinasjon den første, andre og tredje raden av skilleplater som beskrevet i avsnittet foran; og særlig er de tre suksessive radene av skilleplater perforert og hver anordnet med hensyn til rørene og veggene til beholderen slik at sett aksialt vil den totale effekten av de tre radene opptre slik at de opptar i det minste 80% av tverrsnittsarealet til beholderen, rørene unntatt.

Fordelingsfremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte hvor det sendes et første fluid aksialt gjennom en beholder fra et oppstrøms til et nedstrøms sted, hvor fluidet passerer aksialt rundt suksessive rader av skilleplater som strekker seg sideveis på tvers av beholderen, hvor hver suksessive rad er i et forskjellig rommelig forhold på tvers av beholderen, slik at i det minste noe av fluidet har sidegående såvel som aksial bevegelse. Når mer enn en strøm av det første fluidet blir sendt inn i beholderen, kan strømmene fordeles separat i fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, men fortrinnsvis kan de i det minste delvis fordelte strømmene, f.eks. etter den første skilleplateraden, bli blandet slik at skilleplatene totalt besørger en blandefremgangs-måte, særlig passerer i det minste en del av en første fluidstrøm aksialt mellom første rør i en første rad, og passerer så aksialt og sideveis mellom første og andre rør i en andre rad, og etter valg gjennom i det minste en perforert skilleplate i den andre raden, og fortrinnsvis passerer i det minste en del av den første strømmen aksialt og sideveis mellom første og andre rør i en tredje rad og etter valg gjennom i det minste en perforert skilleplate i den tredje raden.

I de foretrukne utførelser av oppfinnelsen har varmeveksleren beholderens fordeler anordnet nedstrøms, f.eks. på toppen av beholderen. I beholderen bak den siste skilleplaten i en nedstrøms retning strekker fortrinnsvis de andre rørene seg og på endene av hvert av disse er det montert en brennstoffbrenner, f.eks. et jetmunnstykke; og det er fordelaktig at brennrennene er i et tverrgående plan normalt på den langsgående aksen til varmeveksleren/blanderen/beholderen. Fordeler og/eller blanderarrangementet til skilleplatene tilveiebringer en ensartet temperatur og hastighetsfordeling til det første fluidet, f.eks. luft, som forflytter seg i det påfølgende i beholderen opp mot brennerne mens luften og brennstoffet tennes (vanligvis automattenning) og frembringer langstrakte flammer, som forflytter seg rundt og langs de første rørene slik at de første rørene, som når den endotermiske reaksjonen, er fullstendig innført i en flammesjø. De utslippende forbrenningsgassene fra brenningen i beholderen forlater beholderen, etter valg via en akselerert bevegelse gjennom et utløp med en oppoverkonvergerende diameter, hvor utløpet er ringformet og omgir de innkommende første rørene; og på denne måten blir de endotermiske reaktantene forvarmet og så oppvarmet av forbrenningen av de eksotermiske reaktantene. Den kombinerte varmeveksleren, blander/fordeler og forbrenningsbeholde-ren, (innbefattende brennerne), sammen med deres tilordnede første og andre rør kan danne en kompakt reformer for å omdanne hydrokarboner til karbonmonoksid og hydrokarbon med maksimal indre varmefordeling og minimal temperatur for utslippet av endotermiske og eksotermiske reaksjonsprodukter. Dersom det er ønskelig, kan varmeveksleren, blanderen og rørene opplagres i det eksterne apparatet via innretninger for å absorbere forlengelser og spenninger på grunn av ekspansjon, f.eks. belger anordnet på rørplatene for å opplagre rørene.

Den foreliggende oppfinnelsen er illustrert, og henvist til, i de medfølgende tegningene i hvilke: Fig. 1 er et tverrsnitt gjennom apparatet i henhold til oppfinnelsen og viser varmeveksleren, og et snitt IA gjennom varmeveksleren. Fig. 2 er en skjematisk tegning av varmeveksleren og fordeleren og snitt gjennom varmeveksleren i planene 2A, 2B, 2C, 2D og 2F. Fig. 3 er et tverrsnitt gjennom fordeleren og brennerne og snitt gjennom blanderen i planet 3A, 3B, 3C og 3D.

Fig. 4 er et tverrsnitt gjennom apparatets utløpsrør for forbrenningsgassene.

Det refereres nå til fig. 1 hvor en reaktor 1 har langstrakte brennstoffrør 2 som strekker seg gjennom reaktoren, fortsetter i retningen 3 til brennstoffbrennerne (ikke vist) på en ende, og de andre endene med sammenføyningen 4 er fordelt langs en brennstoffmani-fold 5. Manifolden 5 strekker seg på tvers av bredden til reaktoren og springer frem gjennom ytre vegger 6 til reaktoren 1 og er forbundet med en fleksibel metallslange 7, som i sin tur fører via innløpsrør 8 til en brennstoffkilde eller kilder. Innløpsrørene 8 befinner seg i ringformede rør 9 som befinner seg i åpninger 11 i den ytre veggen 6. Brennstoffrørene 2 er fordelt mellom endotermiske rør 12 (se tverrsnittet IA) i en rekke av vekslende rør; for klarhetens skyld er endorørene bare vist i snitt. Rekken av rør 2 holdes i en kvadratisk skjerm eller omhylning 14 som er adskilt fra reaktoren 1 ved hjelp av opplagringsringer 20 slik at det dannes et ringformet rom 13; og hvor ringene 20 samvirker med opplagringsmontasjer 10 på reaktorveggen 6. Brennstoffmanifolden 5 er opplagret av skjermen eller omhylningen 14.

Reaktoren 1 er opplagret eksternt. Under brennstoffmanifolden 5 er det en flenset basis 15 som er festet til skiveflensens endedeksel 16. Et sideluftinnløp 46 i skjermen 14 befinner seg mellom nivåene til brennstoffmanifolden 5 og montasjen 10; og dette sideinn-løpet 46 tillater fri bevegelse av luft fra det ringformede rommet 13 mellom skjermen 14 og reaktorveggen 6, i hvilket det ved nedstrømsenden til reaktoren 1, fjernes fra dekselet 16, er et innløpshull 47 for ekstern luft. En endogassproduktmanifold 17 befinner seg in-ternt for dekselet 16 og er adskilt fra et utløpshull 18 av et belgrør 19.

I bruk passerer brennstoff, f.eks. metan eller hydrogen, inn i reaktoren 1 via metallslan-gen 7, brennstoffmanifolden 5, brennstoffrørene 2 og ut inn i reaksjonskammeret, hvor brennstoffet blir antent, vanligvis ved autotenning. Samtidig entrer luft under trykk reaktoren 1 via den eksterne luftinnløpsåpningen 47 inn i det ringformede rommet 13 hvor den blir forvarmet av fluidene som er innelukket av skjermen eller omhyllingen 14 før entringen gjennom sideluftinnløpet 46. Luften passerer mellom rørene 2 og 12 slik at den blir ytterligere forvarmet og fortsetter så i retningen 3 til brennstoffbrennerne. For klarhetens skyld er detaljene vedrørende forvarmingen utelatt, (men se fig. 2).

Fig. 2 viser fordelingen av brennstoff og endorørene, henholdsvis 2 og 12, i den kvadratiske omhylningen 14 gjennom varmeveksleren 21, som er oppdelt i 41 tverrgående kammere 22. Fig. 2 viser fem områder av varmeveksleren, hvor områdene 23 til-27 kor-responderer med 9,8,8,8,8 sett av skilleplater 28 som definerer kammere 22. Tallet 2 og 3 på skilleplatene 28 angir antallet spalter 29 i hver skilleplate, og antallet spalter veksler over lengden av varmeveksleren 21. Snitt 2A til 2E viser fordelingen av de første rø-rene 12 og brennstoffrørene 2 i forskjellige 2 og 3 spalteskiUeplatearrangementer. Snit-tet 2A viser den kvadratiske omhylningen eller skjermen 14 med opplagringsring 20 som omgir rørene 12 og 2, som er adskilt av skilleplaten 28 som har to spalter 29 mellom rørene 12 og gjennom hvilke brennstoffrør 2 passerer; og hvor spaltene 29 er åpne. Som vist i snitt 2A, er det to spalter i nord/syd retningen; og snitt 2B har tre spalter 29 i skilleplaten 28, igjen i en nord/syd retning. Skilleplatene 28 i utførelsen i snitt 2A og 2B er i områdene 23,25 og 27 av varmeveksleren. Snitt 2C har to spalter 29 i en skilleplate 28 hvor spaltene er i en øst/vest retning, mens snitt 2D har tre spalter 29 i skilleplatene

28, og hvor spaltene er i en øst/vest retning; og skilleplatene 28 i arrangementet i snitt 2C og 2D er i områdene 24 og 26 av varmeveksleren. Fig. 2 viser også skjematisk luft-fordelere 30 over varmeveksleren 21.

Fig. 3 viser luftfordelerne 30 mer detaljert med snitt 3 A, 3B, 3C og 3D. Brennstoffrør 2 fører til brennerne og til tennesonen. Over den øverste tospalteskilleplaten 28 er det tre nivåer av perforerte platespoilere, en første spoiler 32 (med design som vist i snitt 3 A), en andre spoiler 33 (se snitt 3B) og en tredje spoiler 34 (se snitt 3C). For klarhetens skyld er endorørene 12 ikke vist på fig. 3, men bare i snittene 3A-3D. Det refereres nå til snitt 3A som er et planriss av spoileren 32 og viser brennstoffrør 2 som veksler med en-dorør 12 og er forskjøvet i forhold til disse. Mellom to par rader av endorør 12 er det to perforerte skilleplater 35 gjennom hvilke brennstoffrør 2 springer frem. I bruk passerer den oppkommende forvarmede luften som utsendes fra den øverste tospalteskilleplaten 28 mot spoileren 32 hvor mesteparten av luften passerer gjennom planet til spoileren 32, men den som er under skilleplaten 35 blir avbøyd radialt i en nord/syd retning, bortsett fra en liten del som passerer gjennom perforeringene. Den oppkommende luften når så

spoileren 34 som vist i snitt 3B, som et topp planriss. I spoileren 33 er det fem perforerte skilleplater 36, mellom hver rad av endorør 12 og som er i gjennomløp av brennstoffrør-ene 2. Skilleplatene er i en nord/syd retning. I bruk passerer luften fra spoileren 32 gjennom spoileren 33, unntatt hvor skilleplatene 36 hindrer den og avbøyer den, denne gan-gen i en radial øst/vest retning (bortsett fra den delen som forflytter seg gjennom perforeringene). Luften passerer så til spoileren 34 (se snitt 3C) som har fem perforerte skilleplater 37 i en øst/vest retning mellom hver rad av endorør 12 og som er gjennomløpt av brennstoffrør 2; og skilleplatene 37 avbøyer oppkommende luft i en radial nord/syd retning (bortsett fra den delen som forflytter seg gjennom perforeringene). Snitt 3D er et topp planriss av de tre spoilerne 32-4 og deres skilleplater 35-7 og viser at den svært vesentlige del av den oppkommende luften passerer gjennom og/eller blir avbøyd av skilleplatene hvor avbøyningsretningen veksler mellom NSÆW/NS eller EW/NS/EW.

Fig. 4 viser forebrenningssonen 38 oppdelt av endorørene 12, som nedstrøms for for-brenningssonen 38 hver og én passerer gjennom ringformede forbrenningsrom 39 med oppover minskende diameter som omgir endorøret 12 for å akselerere de utslippende forbrenningsgassene forbi endorørene. Over det ringformede rommet 39 er utløpsmani-folden 40 for forbrenningsgassen, hvilken manifold er definert av øvre og nedre plater 41 og 42 og sidevegger 43. Endorørene 12 passerer avtettet gjennom den øvre platen 41 inn i innløpsrør 44 tilpasset eksternt med sekundære belger 45 for å oppta termiske be-vegelser til endorørene.

Den ovenfor detaljerte beskrivelsen er en utførelse av oppfinnelsen og den er ikke på noen måte ment å begrense rammen for oppfinnelsen.

Claims (22)

1. Varmeveksler, omfattende en flerhet av første varmevekslerrør som strekker seg gjennom veksleren og gjennom en flerhet av varmevekslerkammere som strekker seg sideveis og som omfatter et første kammer og en andre og tredje kammer aksialt og sideveis inntil dette og på hver side av dette, idet hvert kammer er adskilt fra hvert nabokammer av en skillevegg i hvilken det er en flerhet av diskrete åpninger, og hvert kammer har en flerhet av tverrgående sammenkoplingssoner som hver er definert av i det minste tre av rørene, en første skillevegg og en andre skillevegg motstående til den første skilleveggen, karakterisert ved at det første kammeret har blant sine soner minst to innløpssoner, hver innløpssone har en åpning for innløp fra det andre kammeret, og minst to utløpssoner, hver utløpssone har en åpning for å gå ut til det tredje kammeret, ingen sone har både en åpning for innløp og en åpning for utløp, og minst én innløpssone er tilliggende minst én utløpssone eller har avstand fra utløpssonen ved en tredje sone som hverken har en åpning for innløp og heller ikke en åpning for utløp.

2. Varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at de på tvers sammenkoblede sonene er definert av minst fire rør.

3. Varmeveksler ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at en innløpssone er anordnet i avstand fra utløpssone av en tredje sone, utløpssonen har selv avstand fra en ytterligere innløpssone ved en ytterligere tredje sone.

4. Varmeveksler ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at innløpssonen er tilliggende en utløpssone som selv er tilliggende en ytterligere - innløpssone.

5. Varmeveksler ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at i hvert kammer er det minst fire soner i en hvilken som helst lineær retning og 0 til 1 sone mellom hver innløpssone og hver utløpssone.

6. Varmeveksler ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at innløps- og utløpssonene i hvert av det andre, første og tredje kammer er i samme plan, slik at under bruk beveger først fluidet seg opp varmeveksleren i det planet.

7. Varmeveksler ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter en første regulær oppstilling av nevnte første varmevekslerrør og en andre regulær oppstilling av andre varmevekslerrør aksielt strekkende seg gjennom varmeveksleren.

8. Varmeveksler ifølge krav 7, karakterisert ved at to rader av første rør er anbragt med mellomrom ved en rad av andre rør, nevnte første og andre rør er i rader som er parallelle i to retninger med rette vinkler i forhold til hverandre.

9. Varmeveksler ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at de andre rørene har en annen diameter enn nevnte første rør.

10. Varmeveksler ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at første og andre skillevegger er hovedsakelig parallelle.

11. Varmeveksler ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at innløps-eller udøpsåpningene i skilleveggene har form av slisser i tynnplater eller plater eller mellomrom mellom skilleplater.

12. Varmeveksler ifølge krav 11, karakterisert ved at minst noen av skilleveggene er plater med tverrgående spor.

13. Prosess for å bevirke varmeveksling i en beholder mellom et første fluid som passerer gjennom en flerhet av varmevekslerkammere som strekker seg sideveis i beholderen i gjensidig aksialt forhold i beholderen og et andre fluid som passerer i en flerhet av første rør, som strekker seg gjennom beholderen og gjennom kamrene, hvor hvert kammer har en flerhet av tverrgående sammenkoplingssoner, hver av disse er definert av minst tre av nevnte rør, nevnte fremgangsmåte omfatter å bringe minst to strømmer av nevnte første fluid til å passere inn i forskjellige soner i et første kammer, og forårsake kontakt av hver av nevnte første strømmer og mer enn ett av nevnte rør for å gi andre og tredje strømmer, blande nevnte andre og tredje strømmer i en annen sone for å produsere en blandet strøm og bringe nevnte blandede strøm til å passere fra nevnte andre sone inn til et andre kammer aksialt sideveis tilliggende nevnte første kammer, karakterisert ved at nevnte første strømmer kommer inn i sonene i nevnte første kammer tilliggende sonen fra hvilken den blandede strømmen forlager nevnte kammer eller kommer inn i sonene i nevnte første kammer som har avstand fra sonen, som den blandede strømmen forlater nevnte kammer, ved en sone, slik at nevnte fluid bringes til å passere gjennom nevnte kammere i en aksiell eller sideveis retning.

14. Prosess ifølge krav 13, karakterisert ved at i det minste to blandede strømmer entrer det tilliggende kammeret og blandet strøm i det tilliggende kammeret deles slik at det dannes to delte strømmer, og at i det minste en av de delte strømmene møter en delt strøm fra den andre blandede strømmen for å frembringe en ytterligere strøm som passerer fra det tilliggende kammeret inn i et ytterligere kammer tilliggende til dette.

15. Prosess ifølge hvilket som helst av kravene 13 til 14, karakterisert ved at i et hvilket som helst kammer vil det første fluidet komme i kontakt med i det minste åtte varmevekslerrør som strekker seg aksialt gjennom kamrene.

16. Prosess ifølge hvilket som helst av kravene 13 til 15, karakterisert ved at et tredje fluid passerer gjennom de andre rørene som strekker seg aksialt i beholderen, hvor de totale retningene til strømmen av det første og tredje fluidet er motstrøms til strømningsretningen til det andre fluidet, for å kunne bevirke varmeveksling mellom det andre fluidet og det første og/eller tredje fluidet.

17. Prosess ifølge krav 16, karakterisert ved at det første fluidet, som er en gass, og det tredje fluidet, som er en væske, blir oppvarmet ved varmeveksling med et andre fluid i de første rørene.

18. Prosess ifølge krav 16 eller 17, karakterisert ved at det første fluidet passerer gjennom i det minste to kammere, hovedsakelig i et første plan.

19. Prosess ifølge krav 18, karakterisert ved at det første fluidet derpå passerer gjennom i det minste to påfølgende kammere hovedsakelig i et andre plan som er forskjellig fra det første planet.

20. Prosess ifølge hvilket som helst av kravene 13 til 19, karakterisert ved at beholderen er en varmeveksler som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 12.

21. Anordning for varmeveksling omfattende en varmeveksler for nevnte første fluid som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 12 og en beholder omfattende en fordeler for å fordele strømmer av nevnte første fluid.

22. Anordning for varmeveksling omfattende en varmeveksler for nevnte første fluid ifølge hvilket som helst av kravene 1-12, karakterisert ved at nevnte første rør er for å varme endotermiske reaksjonsprodukter i et varmevekslings-forhold med andre rør når et tredje fluid som er en eksotermisk reaktant, og med det første fluidet som er en andre eksotermisk reaktant, hvor det første og tredje fluidet er for påfølgende eksotermisk reaksjon for å tilveiebringe varme til den endotermiske reaksjonen.