NO840483L

NO840483L - Varmeveksler

Info

Publication number: NO840483L
Application number: NO840483A
Authority: NO
Inventors: Edwin A Price
Original assignee: Edwin A Price
Priority date: 1982-06-10
Filing date: 1984-02-09
Publication date: 1984-02-09
Also published as: DK59784A; EP0111538A4; WO1983004432A1; EP0111538A1; DK59784D0

Description

Teknisk område

Ved kjente varmevekslere har man forsøkt å løse hoved-problemene i forbindelse med varmeoverføring ved å anvende forskjellige midler for. å bedre varmevekslingseffekten, stort sett i henhold til følgende oversikt:

Hvert ytterligere forbedringstrinn vil generelt øke prisen på varmeveksleren som følge av komplisert fremstilling av materialer, slik at man må finne et kompromiss mellom ytelse og pris.

Hittil har tidligere oppfinnere søkt å optimalisere en varmevekslers varmeoverføringsevne ved å variere ovennevnte midler for å tilfredsstille spesielle anvendelser. Ved anvendelser som krever lav strømningsmotstand for det strømmende medium, har imidlertid kjente varmevekslere lav effektivitet på grunn av deres konstruksjon. Enkelte, anordninger anvender varmeledende plater eller finner som rager inn i et første medium som er festet til en skillevegg som adskiller det andre, annet medium. Disse anordninger har et stort.overflateareal i kontakt med det- første medium, men ikke med begge medier. Andre anordninger, hvor man søker å overvinne strømningsmotstand, har skilleveggen utformet i et materiale, med finner på begge sider av dette. Disse anordninger er dyre i fremstilling og tunge. Ytterligere anordninger bedrer effektiviteten ved å føre finner gjennom skilleveggen, hvorved finnene delvis strekker seg inn i begge medier. Dette minsker kontaktmotstand, ettersom finnene er sammenhengende. I de fleste av de ovennevnte anordninger er finnene søkt innrettet og festet parallelt med. mediets strøm-ningsretning. Dette- gir minst turbulens i mediet, samtidig som

det opprettholder en stor overflatekontakt i mediet. For å

øke effektiviteten av denne type varmeveksler må imidlertid flere finner anvendes, hvilket øker strømningsmotstand og fremstillingskostnader.

Det er derfor et hovedformål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en utforming av finner som strekker seg både innvendig og utvendig gjennom en skillevegg som danner et indre kammer, hvorved en lav strømningsmotstand for mediet i kammeret unngås. Et annet formål med denne oppfinnelse er å tilveiebringe finner med større frilagte overflatearealer, konstruert av sterkt varmeledende materialer slik plassert at de sekvensmessig og direkte treffer det strømmende medium samtidig som en lav strømningsmotstand opprettholdes. Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en kumulativ varmelagring og overførings-evne i tilknytning til massen av varmeledningsfinnene. Enda et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en utforming av sterkt varmeledende finner som rager inn i et strømmende medium hvorved høyere varmeveksling oppnås ved optimalisering av dette mediets turbulens. Enda et formål med denne oppfinnelsen er å tilveiebringe en trinnvis, gradvis økende varmeveksling for å optimalisere temperaturgradienten mellom de to varmevekslingsmedier.- Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en enkel renseinnretning for finnene, for å opprettholde varmeoverføringsevnen. Et ytterligere formål med denne oppfinnelse er å ekspandere hulrommet i hvilket mediet strømmer. Enda et formål med denne oppfinnelse er å tilveiebringe en konstruksjon som anvender et minimum av dyre, sterkt varmeledende materialer bare der det er ønskelig å optimalisere varmeveksling. Enda et formål med denne oppfinnelse er å tilveiebringe en konstruksjon som lett kan ekspanderes ved å plassere ekstra seksjoner av oppfinnelsen i serie for ytterligere varmeakkumule-ring og utveksling. Enda et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et hensiktsmessig middel for enkel montering for en påtenkt anvendelse. Et annet formål med denne oppfinnelse er å tilveiebringe en varmeveksler av.ny konstruksjon som er enkel og billig å fremstille eller reprodusere. Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en slik varmeveksler som er lett og egnet for bruk til en rekke anvendelser.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse går ut på en varmeveksler som er av enkel og lett reproduserbar konstruksjon, med deravfølgende lave fremstillingskostnader, hvor en skillevegg, som danner et avlukke og skiller to medier, har en rekke sterkt varmeledende finner som rager ut og gjennom hele bredden av og generelt til midten av avlukket, idet de derved står vinkelrett på den indre mediumstrøm og delvis strekker seg inn i begge medier hvorved finnene blir et varmeledd mellom de to medier. Et annet karak-teristisk trekk ved oppfinnelsen er bruken av materialer med ulik varmeledningsevne. Ovennevnte avlukke er konstruert av et materiale med lavere varmeledningsevne enn finnene som er laget av et materiale med meget høy varmeledningsevne. Bruken av ulike materialer vil videre lede varmeutvekslingen mellom de to medier og begrenser bruken av dyre, sterkt ledende materialer.

I en annen utføringsform av foreliggende oppfinnelse omslutter et ytre avlukke førnevnte avlukke, hvorved det ytre medium kan sirkuleres forbi finnene som strekker seg fra det indre avlukke som er i en direkte varmeforbindelse mellom de to medier.

Denne nye oppfinnelse, som anvender mange teknikker for å øke varmeveksling, har følgende kombinerte fordeler: 1. En meget lav strømningsmotstand for det strømmende medium. 2. Bruken av materialer med ulik varmeledningsevne for å lede varmeoverføringen tilønskede områder for derved å minske varmevekslerens ytre varmetap, som i enheter konstruert av et enkelt materiale, og å minske enhetskostnaden ved bruk av dyre materialer med høy varmeledningsevne bare der det er ønskelig å optimalisere varmeveksling. 3. Hulromutvidelse for det indre strømmende medium slik at det kan bevege seg fritt samtidig som det samvirker med finnene for å ha en øket overflatekontaktvarighet med de sterkt ledende finner for utvidet varmeveksling. 4. Ved at utstrekningen av hver finne, som er utformet i ett massivt stykke, strekker seg inn i to adskilte medier ved at den rager gjennom skilleveggen som skiller de to medier, oppnås eli-minering av de fleste tap i forbindelse med. kontaktmotstand, som ved varmevekslere med finner som er festet til skilleveggen. 5. Hver finne har stort frilagt overflateareal mot de to mer.... dier, hvilket gir en direkte støtvirkning og øket turbulens for

bedre varmeveksling.

6. Hver finne er montert vinkelrett på det strømmende mediets strømningsretning og skaper derved en direkte støtvirkning og øket turbulens for bedret varmeveksling. 7. Arrangementet med flere finner som er plassert på en sideveis forskjøvet måte i forhold til hverandre, bringer det indre medium til å strømme i et serpentin-mønster som sekvensmessig støter mot hver påfølgende finne uten å svekke strømningsmassen. Fordelen med dette arrangement, særlig når det er kombinert med materialer med ulik varmeledningsevne, er momentan sammentryk-ning og fastholding av mediet ved støt mot hver finne og en trinnvis, gradvis økende varmeveksling. I praksis vil finnene nærmest kildemediuminnløpet anta en høy temperatur, mens de mot utløpet gradvis avtar i temperatur. Resultatet blir en øket varmeveksling når der foreligger en høyere temperaturgradient mellom finnene og det mottagende medium, idet denne fordel oppnås ved anvendelse av arrangementet med sideveis forskjøvne finner eller motstrømteknikker. En annen fordel med dette arrangement er en vertikal sugetrekk forårsaket av de oppvarmede finner i det indre avlukke. 8. Varmevekslerens lengde kan lett varieres, hvilket også end-rer antall finner eller varmeoverføringstrinn. Avhengig av den ønskede grad av varmeveksling kan derfor lengden av enheten enkelt velges og enkelt oppnås bare ved å tilføye ytterligere seksjoner. 9. Finnene som strekker seg inn i det ytre medium kan samvirke med forskjellige medier og strømningsretninger av disse medier, f.eks. tverrstrøm, motstrøm, etc. 10. Ved øking av finnenes masse begynner denne varmeveksler å akkumulere varme i finnene for derved å danne et middel for varmelagring og derpåfølgende spredning. 11. Hele varmeveksleren er lett å masseprodusere, den er billig, kompakt i størrelse, har liten vekt, og elastisk i anvendelse.

De senere beskrevne utføringsformer av denne oppfinnelse er særlig egnet ved anvendelser der problemer tidligere har plaget industrien. De nåværende avgass-varmegjenvinningsvekslere lider av dårlig ytelse og store omkostninger, hvilket har brakt dem lavt i anseelse blant folk flest. Dette skyldes hovedsakelig deres rørkonstruksjon som ikke gir tilstrekkelig støtflateareal og turbulens for de unnslippende varme gasser. For å løse disse problemer vil anvendelse av generelt kjente teknikker være begrenset av forskrifter som forlanger meget lav strømningsmot-stand for avgassene. Disse problemer er imidlertid løst i og med foreliggende oppfinnelse og forsøk har vist at foreliggende oppfinnelse, med dens lave kostnader, langt overgår ytelsen til selv de høyest ansette og dyre enheter som idag er på markedet. En annen spesiell anvendelse der kjente varmevekslere har lav ytelse er på området jordrør. Disse anordninger som hovedsakelig består av teglrør, metter den tett omliggende jord med varme som følge av deres mangel på effektiv varmeveksling med det omgivende medium. Med foreliggende oppfinnelse vil utnyttelsen av sterkt varmeledende finner, med store frilagte overflatearealer som strekker seg langt inn i det omgivende medium, spre varmen langt bort fra røret. Hvorved veksling av meget større varmemengder kan oppnås, for billig avkjøling av lauginger. En spesiell reduksjon i kraftforbruk oppnås når denne oppfinnelses jordrør anvendes i forbindelse med varmepumper. En ytterligere anvendelse der teknikkens stilling er generelt utilfredsstillende er husholdnings- og forretnings-varmtvannsberedere av forbren-ningstypen, der en stor del av varmeenergien som frembringes ved forbrenning av brennstoff forsvinner gjennom avluftingskanalen. Foreliggende oppfinnelse anvendes innvendig på varmtvannsberedere, der de oppvarmede gasser i avluftingskanalen kommuniserer med i kanalen anordnede, utragende, varmeledende finner, og oppfanger denne normalt bortkastede varme, idet den ledes direkte inn i vannet i tanken, for derved å minske enhe-tens brenselforbruk. En annen anvendelse av denne oppfinnelse er på passive solvegger, f.eks. trombevegger. Disse vegger har vært gjenstand for økende popularitet som følge av stigende energikostnader. Uten et middel for effektiv ledning av varmeenergien inn i veggen medgår imidlertid lang tid før veggen er fullstendig mettet med varme, hvilket følgelig minsker deres

effektivitet. Med foreliggende oppfinnelse innlagt innvendig i slike massevegger, med. sterkt varmeledende materialer stikkende gjennom til veggens ledeplatebelagte utside, økes solvarmeabsorp-sjonen, såvel som solvarmeoverføringsevnen, på grunn av oppfinnelsens plassering, hvilket gir et .ledeorgan innvendig til veggen, med åpninger for inntak av romluft og utslipp av oppvarmet

luft for varmespredning.

Ved anvendelser i forbindelse med solvarmeenergi såsom flate platesamlere, er der en ulempe ved at den ledende plate bare er festet til utsiden av et ledningsrør eller rør. Røret og samleplaten er konstruert av samme sterkt varmeledende materiale, og sveiset eller presset sammen for å lede solvarmeener-gien til væsken i ledningsrøret. Foreliggende oppfinnelse har flere fordeler i.forbindelse med flate plate-solvarmeenergisam-lere, idet de sterkt varmeledende plater strekker seg helt gjennom ledningsrøret eller røret, skiller dette rør i to halvdeler, som er festet til platen ved hjelp av flenser beliggende på kan-ten av hver rørhalvdel. Denne enkle konstruksjon lar seg lett masseprodusere, og gir en høy varmeoverføringseffekt, og minsker dessuten .enhetskostnadene ved at det ikke er nødvendig å bruke sterkt varmeledende materialer overalt.

Varmesprederen ifølge foreliggende oppfinnelse, som gjør nytte av fordelene med finner og ulikt ledende materialer, om-fatter: et første element eller hus med en lav varmeledningsevne, inn i hvilket sterkt varmeledende finner er innlagt eller presset, idet disse finner direkte avkjøler det første element ved anvendelse av varmeledende finner som-strekker seg utvendig og stort sett forbi det første element i et ytre medium eller omgivende atmosfære. En anvendelse av denne oppfinnelse på en oljepanne eller beholder i en vognmotor eller transmisjon, eller et elektrisk transformatorhus, eller hydraulisk fluidreservoar, danner en effektiv kjøler for oljen i disse. Tidligere enheter har ved denne anvendelse i overveiende grad vært konstruert av gjennomgående samme materiale, enten med utvendigvbefestigede finner, eller innvendige rør festet til beholderen, for derved å danne en radiator med større overflate for varmespredning. Dette virker til en viss grad, selv om svikt i elementene frem-deles skjer som følge av varmeoppbygging. Ved anvendelsen av finner med høy varmeledningsevne, som rager gjennom beholderveg-gen, kommunisering med den varme olje, og dannelse av et større innvendig overflateareal vil varmespredning skje med en mer in-tens hastighet, som følge av den naturlige varmestrømning gjennom finnene inn i kjøleren, fortrinnsvis under bevegelse av den omgivende atmosfære.. Som^det også er tilfelle med lågere og hus som inneholder lågere, vil varmeoppbyggingen i forbindelse med bruk og belastning ofte fremskynde lager-tretthet og brudd. Foreliggende oppfinnelse innlagt i et slikt hus, som inneholder et lager eller som f.eks. er en bremsetrommel, virker som en effektiv varmeradiator, som rager stort sett inn i den omgivende atmosfære. De meget varmeledende finner er innlagt i huset slik at de kommuniserer med og berører det varmeste område på elemen-tet som skal avkjøles, og rager gjennom denne mindre varmeledende sperre eller hus inn i den kjøligere omgivende atmosfære, for

effektiv varmespredning.

Kort beskrivelse av tegningene

Disse og andre hensikter, fordeler og anvendelser av oppfinnelsen vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse av forskjellige foretrukne utførelser som er vist på de medfølgende tegninger som utgjør en del av samme og hvor: Fig. 1 er et isometrisk riss av denne oppfinnelse som benyttes i enheter for gjenvinning av varme fra røkgass. Fig. 2 er et isometrisk riss av en alternativ utførelse av en gjenvinningsenhet for avgasspillvarme. Fig. 3 er et gjennomskåret toppriss langs linjen A-A av enheten som er vist på fig. 4. Fig. 4 viser et oppriss tildels i snitt av en irøkgass-varme-gjenvinningsenhet som er vist på fig. 1. Fig. 5 viser i snitt varmegjenvinningsenheten og illustrerer et typisk luftstrømningsmønster for det ytre medium i enheten som er vist på fig. 1. Fig. 6 viser som snitt varmegjenvinningsenheten og illustrerer en typisk luftstrøm gjennom oppfinnelsens indre kammer i samsvar med fig. 1 hvor en serpentinlignende luftstrøming ' be-skrives. Fig. 7 viser en bygning eller konstruksjon som benytter en nedsenket eller begravet utførelse av oppfinnelsen som er mindre enn det ytre hus som benyttes for kjøleformål. Fig. 8 viser en varmtvannsbereder eller dampkjele sett i snitt hvor de lededyktige finner benyttes som sprer varmen direkte inn i væskemediet. Fig. 9 er et isometrisk perspektiv av en alternativ utfø-relse av røkgassvarme-gjenvinningsenheten med noen deler f jernet-»-Fig. 10 er et lignende riss som viser en varmegjenvin-ningsenhet for spillvarme fra et motoravløp i kombinasjon med en lyddemper. Fig. 11 er et isometrisk perspektivriss som illustrerer anvendelsen for varmeveksling hvor det benyttes sterkt varmeledende finner eller plater av stort sett tykkere materiale enn for barrieren eller veggen som finnene strekker seg inn gjennom, slik tilfelle kan være i en transmisjonspannei Fig. 12 viser et isometrisk perspektivriss av en varme-gjenvinningsutførelse av platetypen. Fig. 13 er et isometrisk perspektivriss av en varmespredende rullelagerutførelse med innleirede finner . Fig. 14 viser i perspektiv en kjøretøybremsetrommel med varmespredende finner.

Detaljert beskrivelse

Konstruksjonen av oppfinnelsen som anvendt for gjenvinning av spillvarme fra røkgass eller avgass er stort sett best vist på avbildningene fig. 1-6 som viser sammenhengen mellom de forskjellige deler. Uttrykket "skorsteinspipe" benyttes her generelt for klarhetens skyld for å omfatte slike apparater og ledeinnretninger som piper, skorsteiner, røkgasskanaler o.l.Med uttrykket "ovn" eller"fyringssted" menes alle slags forbrennings-varmeanordninger, såsom storovner, varmeovner, kjeler o.l. som benytter avløps- eller tømningskanalledninger. Uttrykket "romluften" benyttes her generelt for å angi atmosfærisk medium enten væskeformig eller gass. som skal brukes til oppvarming eller kjølingsformål.-

På fig. 1 er en spillvarmegjenvinningsenhet generelt beteg-net med bokstaven A som en vesentlig enhet for utskiftning av en eksisterende seksjon av en avgassledning og som er sammensatt av en forstørret indre omhylling 1 og en ytre omhylling 2 som er vist med rektangulær form i denne spesielle utførelse,

skjønt en rund, kvadratisk, oval eller annen symmetrisk eller asymmetrisk konstruksjon skal kunne brukes. Den indre omhylling 1 er forbundet med den ytre omhylling 2 ved hjelp av to endepla-ter 5 og derved danner og tetter ytre kammer 14. Endehetter 7 består stort sett av lokk med utgående kraver som er festet til samme og passer direkte inn på de eksisterende avgassrør. Ende-hettene 7 er festet til den indre omhylling 1 som danner indre kammer 13. Varmeledende finner 3 er innsatt ved trykk inn i den indre omhylling 1 gjennom slisser som er noe smalere enn tykkel-sen av finner 3, hvorved de forsegler skjøtene. Finnene 3 strekker seg over og rager i det vesentlige inn i det ytre kammer 14 og stort sett inn i midten av det indre kammer 13. Omtrent halvparten av antall finner 3 er plassert mellom og i jevm avstand fra den andre halvpart av antall finner 3 som er montert på den motsatte side av den indre omhylling 13. Derved danner finnene 3 en sideveis forskjøvet rekke som vist på fig. 6. Denne konfigurasjon øker til maksimum turbulens med minimal motstand mot de opphetede avgassers strømning i det indre kammer 13 og tvinger gassene til å holde seg i det vesentlige i en masse og deretter å støte mot hver finne 3 hvorved gassene øyeblikkelig kom-

primeres , innestenges og avbøyes til den etterfølgende finne ettersom gassene beveger seg langs et serpentinaktig mønster gjennom det indre kammer 13, hvorved varmen fra gassene overfø-res gjennom finnene 3 til det ytre kammer 14.

Det er viktig å merke seg at i de utførelser som vil følge, vil prinsippene for virkemåten, beskrivelsen og konfigurasjonen av finnene 3 som er festet til den indre omhylling 1 forbli de samme.

På fig. 5 tvinges romluft ved hjelp av en vifte 6 gjennom innløpet 16 inn i et ytre kammer 14, sirkuleres deretter, oppover idet den er i kontakt med finnene 3 som strekker seg eller krys-ser det ytre kammer 14 og fortsetter deretter mellom luftstrøm-fordelere 8 ned mot den motsatte side av det ytre kammer 14, fullførende det U-formede luftstrømningsmønster,- hvoretter luften forlater enheten gjennom utløpet 15 og registeret 10. Et kanalverk kan være festet til utløpet 15 som alternativ for å spre den oppvarmede luft etter forutsetningene.

Hovedlegemet av enheten A bør fortrinnsvis være utført av materialer som er svakere varmeledende, f.eks. tinn, jern, stål osv. sammenlignet med de sterkt varmeledende materialer som danner finnene 3, f.eks. kobber, aluminium og legeringer. Disse finner 3 kan ha foredlet overflate, f.eks. overtrukket, korrugert, metallbelagt eller konstruert i mange fysikalske kon-figurasjoner, f.eks. dukfeste, tilspisset, skråstilt osvt

Fig. 3 og 4 viser et tilknyttet finrenseapparat for å overvinne overflatesvikt og for opprettholdelse av varmeoverføringens virkningsgrad. Ganske enkelt består den av en stang 4 som er ført gjennom på linje beliggende nøyaktig anordnede føringshull 17 som er plassert både i den indre og den ytre omhylling 1 og 2, slik at med stengene 4 trukket ut manuelt presses det tilkob-lede skrapeblad 9 mot finnene og renser dem over hele bredden av finnens 3 øvre parti. Ved manuell betjening av skraperkom-binasjonen 9 og 4 som i rekkefølge starter ved toppskrapen og deretter fortsetter mot den nest laveste finne, oppsamles avfal-let og fjernes til slutt når det plasseres i en fyringsboks av den tilordnede ovn. Skrapekombinasjonen 9 og 4 hviler mot

og parallelt med den indre omhylling 1 når den er i lukket stilling under normal bruk av varmegjenvinningsanordningen A;

Hvis imidlertid både den øvre og den nedre flate av finnen 3 skal renses, er det bare nødvendig med en mindre modifikasjon.

Videre, for hensiktsmessig drift når varmegjenvinningsenheten A er installert, er det anordnet en bimetalltermostat 11 som påvirker viften 6 når en bestemt omgivelsestemperatur er til stede i det ytre kammer 14. Dette trekk kombinert med kontrollen for viftehastigheten og linjebryteren 12 tilveiebrin-ger hensiktsmessig drift av spillvarmegjenvinningsenheten. Fig. 7 beskriver en ytterligere anvendelse av denne varmeveksler, hvor den indre omhylling 1 er vist innleiret i et under-jordisk medium 20, dvs. jord, slam eller vann. Romluften som er til stede i bygningen 18, suges av en vifte 6 gjennom den indre omhylling 1 og overfører varmen til romluften til det kaldere underjordiske medium ved hjelp av rekken med varmeledende finner 3 som er festet til den indre omhylling 1 og rager frem gjennom denne. Den indre omhylling 1 bør fortrinnsvis være fremstilt av et korrosjonsbestandig materiale, såsom plast, rustfritt stål eller tegl. Finnene 3 bør fortrinnsvis være fremstilt av korro-sjonsfast og sterkt varmeledende materiale, såsom kobber, aluminium, bronse, legeringer. Finnens 3 lengdeutstrekning inn i det underjordiske medium 20 er bestemt ved dette mediums varmeledningsevne og metningskapasitet. Fig. 8 beskriver en ytterligere anvendelse av denne oppfinnelse inkorporert i en varmtvannsbereder. Varmeledende finner 3 strekker seg inn i vannet 22 som befinner seg i tanken 21 og rager gjennom veggene av og inn i det indre av inneromhyIlingen 1. De opphetede forbrenningsprodukter stiger fra forbrennings-kammeret 20 og støter deretter mot hver av de suksessive, varmeledende finner 3, hvorved varmen som finnes i gassene overfø-res gjennom finnene 3 direkte til vannet 22 som omgir den indre omhylling 1. Termostaten 11 regulerer temperaturen av vannet 22 i tanken 21.

I en annen utførelse av oppfinnelsen som spillvarmegjenvinningsenhet som er vist på fig. 9, utnytter enheten motstrøms-virkningen mellom de to tilstøtende medier for økning av varmeutvekslingen. Denne enhet kan være festet til storovn eller varmeovn ved i det vesentlige utskiftning av en seksjon av eksisterende skorsteinspipe med denne enheta Mediet, f ;eks. romluften, som skal oppvarmes føres ved hjelp av en vifte 6 gjennom et innløp på toppen av enheten og passerer deretter i dét vesentlige hele lengden av det ytre kammer 14 og deretter forlater kammeret gjennom en utløpsport 15 som er dekket med duk eller gitter i en rettet strøm som er bestemt ved manuell inn-stilling av en deflektor 30. Fig. 10 illustrerer bruken av denne oppfinnelse som en kjøretøyvarmer- og lyddemperkombinasjon som er lik i konstruksjon og drift med anordningen ifølge fig. 1. Kjøretøymotoren sender ut avløpsgasser som passerer gjennom den eksisterende eksosmanifold 24 og fortsetter gjennom den indre omhylling 1, hvor gassene i rekkefølge støter mot de varmeledende finner 3, hvorved varmen fra gassene overføres til finnene 3 som leder varmen til det ytre kammer 14. De termisk ledende finner 3 er tettet, dvs. sveiset eller limt til inneromhyllingen 1 for å hindre innbyrdes forgiftning og derved tilveiebringe sikker og pålitelig drift. Viften 6 tvinger luften enten fra passasjeravdelingen eller utsiden til å gå inn i innløpsporten 16 og luften oppvarmes idet den passerer rekken med finnene 3 som er plassert i det ytre kammer 14. Denne oppvarmede luft ledes så gjennom utløpsporten 15 til førerkabinen eller passasjeravdelingen. Kjøretøymotorens avløpsgasser føres ut etterat de har vært utnyt-tet gjennom en enderørforbinder 25 og ut til det eksisterende av-løpsrør. Fig. 11 viser en utførelse utført som en oljekjøler bestå-ende av en oljekjølerpanne 2 3 av forskjellig varmeledende materialer. Materialene i konstruksjonen for denne enhet er lik materia ■ lene beskrevet for enheten A på fig. 1. Mønstre med sterkt varmeledende finner 3 strekker seg gjennom veggen av pannen 2 3 og ut i den ytre atmosfære. Den varme olje som finnes i pannen 23 befinner seg i direkte kontakt med rekken av de termisk ledende finner 3 og kjøles ved hjelp av finnene 3 ved overføring av varme fra oljen til den ytre atmosfære som fortrinnsvis er anvendelig og som er i bevegelse. Gjennomskjæringen mellom pannen 23 og finnene 3 er støttet på en konvensjonell måte. Fig. 12 viser en utførelse av en spillvarmegjenvinningsenhet som i det vesentlige danner en utskiftningsseksjon for et eksisterende gassrør e.l. og som benytter en sterkt varmeledende finne 26 til hvilken det på motsatte sider er festet to flensede rør-halvdeler som danner en indre omhylling 1. Til hver ende av den indre omhylling 1 og finneanordningen 26,og som vist strekker seg langs hele lengden av den ytre omhylling 2, er det festet innretninger for anbringelse av de eksisterende rør, kanaler o.l. En vifte 6 tvinger romluften inn i et kammer som går i ett med toppen av enheten, hvor luften oppsamles og fordeles jevnt ned-over i det ytre kammer 14, hvori romluften opptar varme som finnes i finnen 26 og den indre omhylling 1 før den føres ut til det nedre kammer og ut av registeret 10. Materialet som benyttes i denne konstruksjon, er fortrinnsvis likt materialet ifølge fig. 1. Fig. 13 viser nye anvendelser under benyttelse av forskjellige varmeledende metaller i forbindelse med lågere, motorhus, koblingshus o.l. Figuren viser anvendelsen sammen med et rulle-lager 27 som er installert i et hus 28. Huset 28 er fremstilt av et materiale med liten varmeledningsevne sammenlignet med de sterkt varmeledende finner 26 som er innleiret i huset 2 8 og er i berøring med lagerets ytre løpering og rager radialt ut av huset. Varmeenergien som genereres i lageret 2 7 ledes raskt og spredes ut gjennom finnene 26 til den omgivende atmosfære eller medium. Fig. 14 viser en utførelse hvor radialt utadragende sterkt varmeledende finner 26, f.eks. av kobber, aluminium, messing eller legeringer er innleiret i en bremsetrommel 29 av svakere varmeledende materiale, såsom støpejern, stål, hvorved varmen som frembringes ved friksjonsbremsekrefter i bremsetrommelen 29 ledes og spredes bort gjennom de innleirede finner 26 og til den ytre atmosfære.

Skjønt de ovenfor presenterte beskrivelser inneholder mange spesielle utførelser, skal ikke disse betraktes som begrensnin-ger av oppfinnelsens ramme, men som eksempler på foretrukne utfø-relser av samme. Medøkende brenselpriser øker vedlikeholdsfor-holdsreglene for varmevekslere. De spesielle anvendelser angitt ovenfor og de utførelser som er vist på tegningene er eksempler på den alsidige anvendelighet av oppfinnelsen.

Luft- luft- varmevekslere

Resirkulasjonstørker.- (fibre, klær, korn, papir, etc.) Kjøletårn

Gjenvinning av gasspillvarme

Fyringsstedinnlegg

Luftvarme for kjøretøy-passasjeravdelinger

Integrerte anordninger, f.eks. forbrenningskammere med varmevekslere: Ved og kullovner, fyringssteder, storovner,

kjeler , etc.

Luft- væske- varmevekslere:

Oppvarmere Xforvarmere, kokere, destillasjonsprosesser, raf-fineringsprosesser, etc.)

Solvarmelagringsoverføring (fokuserte konsentratorer, vann-reservoarer og tanker, etc.)

Skorsteinvarmegjenvinning for bruk i varmtvannsberedere Kjølere for maskineri (transformatorolje, hydraulisk olje transmisjonsolje, motorolje, etc.)

Konvensjonelle varmtvanns-booppvarmingssystemer med indivi-duelt kontrollerte romvarmévekslere

Fartøymotorromkjøling

Luft- faststoff- varmevekslere:

Passive og aktive solvarmelagringsenheter (trombevegger, vanntanker, eutektiske fasevekslematerialer, etc.) Støpe- og formeoperasjoner

Jordvarmeutnyttelse (geotermisk oppvarming, kjølerør for bygninger, etc.)

Varmegulv, fortau, kjørebaner, svømmebassengvegger, etc.) Varmespredning og kjøling

Hus, mantler, omhyllinger o.l. (kulelagereKulelagere, rulle-lagere, bøssinger,transmisjoner, transformatorer, elektriske motorer, mo-orer, hydrauliske og pneumatiske pumper, kom-pressorer og beholdere e.l.)

Høyintensitetslamper

Skytevåpen og kanoner

Elektriske motstander

Varmemagasiner (lodding, sveising, etc.)

Som det fremgår er oppfinnelsens ramme ikke begrenset til de illustrerte utførelser, men ved de tilknyttede patentkrav og deres rettsekvivalenter.

Claims

1. Med finner forsynt varmeveksler, omfattende: a) en skillevegg som danner et avlukke som atskiller et indre og et ytre medium, med b) et antall sterkt varmeledende finner som stikker gjennom skilleveggen, strekker seg delvis inn i begge media, utgjør en varmeteknisk forbindelse mellom disse media, hvilke finner er anordnet vinkelrett på strømmen av det indre medium, og c) hvilke finner er anordnet i en sideveis vekselvis forskjø-vet stilling, idet tilnærmet halvparten av antallet finner er innskjøvet inn i den ene siden av avlukket, tilnærmet jevnt fordelt i lengderetningen for ikke å redusere det opprinnelige strømningsvolumet, mens den andre halvparten av antallet finner er innskjøvet inn i den motsatte siden av avlukket, anordnet imellom og tilnærmet i lik innbyrdes avstand fra finnene på den motsatte side, hvorved utformingen optimaliserer turbu-lensen i det indre medium med minimum motstand like overfor strømmen av mediet i det indre kammeret, samt bevirker at mediet forblir i alt vesentlig i en masse og i tur og orden treffer rett mot hver finne, hvorved mediet øyeblikkelig sam-menpresses, innestenges, kastes bort fra og avbøyes til den påfølgende finnen, mens mediet beveges i en siksak-lignende strøm gjennom det indre avlukket og derved overfører varme fra det indre mediet til finnene, og d) hvilket avlukke er konstruert av et materiale med lavere varmeledningsevne enn materialet i finnene, hvorved det diri-geres en varmeveksling mellom det indre og det ytre medium, og, e) anordninger for innløp- og utløpforbindelser til avlukket for tilknytning av rør, kanaler, registreringsanordninger, rørledninger, transportører, kanaler og lignende, og f) hvilket avlukke er større i tverrsnittsareal enn innløps-forbindelsen til hvilket avlukket er tilknyttet.

2. Varmeveksler som angitt i krav 1, hvor massen av finnene er tilstrekkelig til å utgjøre en anordning for varmeteknisk lagring under varmevekslingen mellom mediene.

3. Varmeveksler som angitt i krav 1, hvorved : a) avlukket med finnene i sin ytre utstrekning omgis og i alt vesentlig innelukkes av et ytre avlukke, og derved utgjør et kammer for et ytre medium, og b) anordninger for tilknytning av det ytre avlukket til foran-nevnte indre avlukke.

4. Varmeveksler som angitt i krav 3,karakterisert vedat der er : a) anordninger for isolering av utsideflaten av det ytre avlukket; og b) anordninger til å forbinde isolasjonsanordningene med det ytre avlukket.

5. Varmeveksler som angitt i krav 3,karakterisert vedat der er: a) anordninger for å forbinde et innløp og et utløp til nevnte ytre avlukke, og b) anordninger for bevegelse av det ytre medium, og c) anordninger for å forbinde det ytre avlukket til rør. kanaler, rør, registreringsanordninger, kanaler, ledninger og lignende.

6. varmeveksler som angitt i krav 5, hvorved en bevegelig reflektor er forbundet med utløpsanordningene, for styring og dirigering av det utgående medium.

7. Varmeveksler som angitt i krav 5, hvor det er en anordning for beskyttelse av utsideflaten av det utvendige av det ytre avlukket.

8. Varmeveksler som angitt i krav 5, hvorved det er anordninger for fysisk inspeksjon av det indre og det ytre avlukket.

9. Varmeveksler som angitt i krav 5, hvor der er: a) anordninger for oppsamling av kondens som dannes ved fjernelse av varme fra det innelukkede medium, og b) anordninger for fjerning av kondensen fra varmeveksleren.

10. Varmeveksler som angitt i krav 5, hvor: a) finnene stikker gjennom det ytre avlukket inn i et tredje medium; og b) anordninger for tetning av forbindelsen mellom finnene og det ytre avlukket.

11. Varmeveksler som angitt i krav 5, hvorved: a) det foreligger en anordning for oppdeling av det ytre avlukket i to eller flere rom, og b) anordninger for innløp og utløp for hvert av rommene, og c) anordninger for bevegelse av mediene som befinner seg i hvert av rommene.

12. Varmeveksler som angitt i krav 5, med et renseapparat som består av : a) et håndtak forbundet med en ende av en stang som passerer gjennom to lineært ifluktliggende hull i overflatene av nevnte ytre og indre avlukke,og b) et blad forbundet med den andre enden av stangen, hvorved bladet skraper akkumulert debris fra overflaten av finnen, for opprettholdelse av den varmetekniske effektiviteten.

13. Varmeveksler som angitt i krav 5, hvorved; a) det foreligger en anordning for fjerning av debris som foreligger i mediet i det indre avlukket , og b) en anordning for tilknytning til det indre avlukket.

14. Varmeveksler som angitt i krav 5, hvorved bevegelsesanordningen forbindes med det ytre avlukket.

15. Varmeveksler som angitt i krav 14, hvor det er en anordning for å øke fuktigheten av det innelukkede medium.

16. Varmeveksler som angitt i krav 14, med et renseapparat omfattende : a) et håndtak forbundet til en ende av en stang som passerer gjennom to lineært ifluktliggende hull i overflaten av det ytre og indre avlukket, og b) et blad forbundet med den andre enden av stangen, slik at bladene skraper akkumulert debris fra overflaten av finnen for å opprettholde den varmetekniske effektiviteten.

17. Varmeveksler som angitt i krav 14, med anordninger for kontroll av hastigheten av det indre medium.

18. Varmeveksler som angitt i krav 14, hvor: a) en anordning for termostatisk kontroll av bevegelsesanordningen er innbefattet, og b) en anordning for manuell overstyring av den termostatiske kontroll.

19. Varmeveksler som angitt i krav 14, hvor det foreligger: a) anordning for oppsamling av kondens som er dannet ved fjernelse av varme fra det innelukkede medium, og b) anordning for fjernelse av kondensater fra varmeveksleren.

20. Varmeveksler som angitt i krav 14, med anordninger for kontroll av hastigheten av nevnte ytre medium.

21. Varmeveksler som angitt i krav 5, hvor nevnte indre avlukke også tjener som et forbrenningskammer.

22. Varmeveksler som angitt i krav 21, hvor nevnte bevegel-sesanordning er forbundet med det ytre avlukket.

23. Varmeveksler som angitt i krav 22, hvor det foreligger: a) anordninger for oppsamling av kondens som er dannet ved å fjerne varme fra det innelukkede medium, og b) anordninger for fjernelse av kondensater fra varmeveksleren .

24. Varmeveksler som angitt i krav 22, hvor det er anordninger for å øke fuktigheten av det innelukkede medium.

25. Varmeveksler som angitt i krav 22, hvor det er anordninger for bevegelse av det indre medium.

26. Varmeveksler som angitt i krav 22, hvor: a) en anordning for termostatisk kontroll av den bevegelige anordningen er innbefattet, og a) anordninger for manuell overstyring av den termostatiske kontrollen.

27. Varmeveksler som angitt i krav 22, med anordninger for kontroll av hastigheten av det indre medium.

28. Varmeveksler som angitt i krav 22, med anordninger for kontroll av hastigheten av det ytre medium.

29. Varmeveksler som angitt i krav 22, med et renseapparat omfattende: a) et håndgrep forbundet i en ende av en stang som passerer gjennom to lineært ifluktliggende hull i overflaten av det ytre og det indre avlukke, og b) et blad forbundet med den andre enden av stangen, hvorved bladet skaper oppsamlet debris fra overflaten av finnen for å opprettholde den varmetekniske effektivitet.

30. Varmeveksler som angitt i krav 1, hvor en anordning for bevegelse av det indre medium er anordnet.

31. Varmeveksler som angitt i krav 30, med en anordning for kontroll av hastigheten av det indre medium.

32. Varmeveksler som angitt i krav 30, hvor: a) en anordning for termostatisk kontroll av bevegelsesanordningen er anordnet, og b) en anordning for manuell overstyring av den termostatiske kontrollen.

33. Varmeveksler som angitt i krav 30, hvor der er: a) anordninger for oppsamling av kondens som er dannet ved borttaking av varme fra det innelukkede medium, og b) anordninger for fjerning av kondensat fra varmeveksleren.

34. Varmeveksler som angitt i krav 30, hvorved det ytre medium er en betong eller murstensmasse.

35. Varmeveksler som angitt i krav 34, hvor det er anordnet : a) en varmevekslende plate som er forbundet med utsideflaten av nevnte masse, og b) anordninger for tilknytning av platen til finnene.

36. Varmeveksler som angitt i krav 30, hvor: a) avlukket med finnene langs sin ytre utstrekning omgis og i alt vesentlig innelukkes av et ytre avlukke hvorved det dannes et kammer for et ytre medium, og b) anordninger for tilknytning av det ytre avlukket til nevnte indre avlukke, og c) anordninger for å forbinde det ytre avlukket med rør, kanaler, ledninger, kontrollanordninger, kanaler, og lignende.

37. Varmeveksler som angitt i krav 36, hvor det er: a) anordninger for å forbinde et innløp og et utløp til det ytre avlukket, og b) anordninger for bevegelse av det ytre medium, og c) nevnte bevegelsesanordninger er forbundet med det ytre avlukket.

38. Varmeveksler som angitt i krav 36, hvor det er : a) anordninger for å forbinde et innløp og et utløp til det ytre avlukket, og b) anordning for bevegelse av det ytre medium; og c) hvilken bevegelsesanordninger er forbundet til det ytre avlukket.

39. Varmeveksler som angitt i krav 38, hvor bevegelses-kraften av nevnte bevegelsesanordninger for det ytre medium er koplet til bevegelsesanordningen for det indre medium, hvorved en bevegelseskraft beveger både det indre og det ytre medium.

40. Varmeveksler som angitt i krav 38, hvor: a) anordninger for termostatisk kontroll av bevegelsesanord-ningene er innbefattet, og b) anordninger for manuell overstyring av den termostatiske kontrollen.

41. Varmeveksler som angitt i krav 38, med anordninger for kontroll av hastigheten av det indre medium.

42. Varmeveksler som angitt i krav 38, hvor det foreligger: a) anordninger for oppsamling av kondens som er dannet ved fjernelse av varme fra det innelukkede medium, og b) anordninger for fjernelse av kondensater fra varmeveksleren .

43. Varmeveksler som angitt i krav 38, hvor en varmeledende plate er forbundet med finnene.

44. Med finner forsynt varmeveksler, omfattende: a) en finne konstruert av sterkt varmeledende materiale, og b) et par foldede rørhalvdeler hvori, finnen er lagt imellom rørhalvdelene, hvorved det er dannet et indre avlukkerør hvori et medium kan sirkuleres, og c) anordninger for tilknytning og avtetning av rørhalvdelene til finnen, og d) anordninger for forbindelse av det indre avlukkede rør, kanaler, rørledninger, kontrollanordninger, ledninger, kanaler, og lignende.

45. Finnet varmeveksler som angitt i krav 44, i form av en varmegjenvinningsanordning, innbefattende: a) anordning for et ytre avlukke, med innløp og utløp, og b) anordninger for å forbinde innløpet og utløpet til rør, kanaler, kontrollanordninger, ventiler, rørkanaler, ledninger og lignende.

46. Finnet varmeveksler som angitt i krav 44, i form av en flat solenergi-oppsamler hvor det er anordnet: a) anordninger for et ytre avlukke.

47. Finnet varmeveksler i form av et med finner forsynt husorgan for clutcher, lagre, bremsetromler, elektriske motorer, skytevåpenløp, lamper, og lignende, omfattende: a) et antall sterkt varmeledende finner, og b) et husorgan som har en lav varmeledningsevne sammenlignet med finnene, og hvor finnene er innebygget i organet, som stikker ut vinkelrett fra den ytre overflaten av organet, radielt utpekende fra en sentralakse, slik at de passerer i alt vesentlig inn i den omgivende atmosfæren med sikte på varmespredning.

48. Med finner forsynt varmeveksler i form av en oljekjele, transformator, reservoar-overføring, samt motorblokk-kjøler, omfattende: a) et antall sterkt varmeledende finner, og b) en beholder som har lavere varmeledningsevne enn finnene, og inn i hvilken finnene stikker vinkelrett i forhold til en akse, samt trenger igjennom veggen av beholderen, samt fortsetter i alt vesentlig inn i den omgivende atmosfæren, slik at finnene derved strekker seg delvis inn i mediet i beholderen, samt delvis inn i atmosfæren, og c) anordninger for tetning av forbindelsen mellom finnene og beholderen.