NO860353L - Varmevekslerelement og bruk av det. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et varemevekslerelement med en samling parallelle rør som ligger i ett eller flere plan, hvilke rør er anbrakt i en ramme.

Varmevekslere kan konstrueres på mange forskjellige måter, alt avhengig av anvendelsen. I forbindelse med noen anvendelser bygges en varmeveksler fullstendig opp av enkeltdeler, mens den i tilknytning til andre anvendelser konstrueres av en rekke ferdige elementdeler som bygges sammen.

Fra DE-PS 144.700 er det kjent et varmevekslerelement som omfatter en ramme med en samling rør som er stort sett parallelle. Alt avhengig av størrelsen av den varmeveksler man har behov for, setter man sammen et passende antall elementer hvortil koplingsrør og forbindelsesrør fastgjøres ved sveising, slik at det medium som løper i rørene strømmer på ønsket måte. Det er dessuten nødvendig enten å sørge for et vanntett og trykktett hus rundt de sammensatte elementer, eller å forbinde samtlige rør med hverandre i den korrekte rekkefølge for å oppnå en fullstendig og ferdig varmeveksler .

Formålet med oppfinnelsen er å frembringe et varmevekslerelement som er fullstendig ferdig, det vil si at man kan sette sammen et antall elementer mellom en øvre og en nedre plate, hvoretter man har en ferdig, komplett varmeveksler.

Dette formål oppnås ved å utforme varmeveksleren i overensstemmelse med oppfinnelsen som angitt ogkarakteriserti patentkrav 1. Dersom man setter sammen et antall av disse elementer med et pakningsmateriale mellom de parallelle pakningsflater ved hjelp av en øvre og en nedre plate, oppnås en fullstendig ferdig varmeveksler. Samtlige innløp og utløp kan innføres i den øvre eller i den nedre plate. Mediet som strømmer i rørene er fullstendig atskilt fra det medium som loper mellom rørene, og kammerne ved rørendene benyttes til å lede mediet til og fra rørene. Skilleplater kan være satt inn mellom rørene på vanlig måte, slik at mediet som løper på tvers av og rundt rørene kan styres i en sikksakk-bevegclsc rundt disse rør.

Ved å utforme varmevekslerelementet ifølge oppfinnelsen som angitt i patentkrav 2, kan man dele samlingen av rør i to eller flere grupper, slik at mediet først løper gjennom den ene gruppe og deretter gjennom den annen, eller slik at det ikke er det samme medium som løper gjennom gruppene. Man oppnår således mange anvendelsesmuligheter for varmevekslerelementet .

Dersom varmevekslerelementet ifølge oppfinnelsen ytterligere utformes som angitt i patentkrav 3, deles elementet faktisk i to elementdeler som er fullstendig atskilt fra hverandre,

hvorved varmeveksleren har enda flere anvendelsesmuligheter. For eksempel kan den ene elementdel benyttes som koker eller forstøver i en ferskvannsgenerator, mens den annen elementdel benyttes som kondensator, idet det i én rørgruppe løper spillvarme fra en skipsmotor, mens det i den annen rørgruppe løper kjølevann, for eksempel sjøvann, slik at dampene'kondenseres på rørene.

Man kan også utforme varmevekslerelementet ifølge oppfinnelsen som angitt i patentkrav 4. Ved å sette inn et antall vende- eller dreiekammere kan rørene i rørgruppen eller rørgruppene bringes til å løpe i serie, hvilket er formålstjenlig for mange anvendelser, for eksempel dersom mediet i rørene skal avkjøles ved hjelp av kjølevann rundt røre ne.

Oppfinnelsen vedrører også anvendelsen av et antall varmevekslerelementer såsom angitt i patentkrav 5. Det herved oppnådde resultat består i at man kan konstruere og dimensjonere en varmeveksler på en enkel måte, for eksempel en ferskvannsgenerator, idet det nødvendige antall elementer kan bygges sammen. Dessuten er det ikke nødvendig å sørge for en massiv vanntett og trykktett yttervegg rundt ferskvannsgeneratoren, idet årsaken til dette er at denne yttervegg allerede er dannet av varmevekslerelementets ramme. Dersom man enn videre benytter den ene halvdel av elementene som kjele og den annen halvdel av elementene som kondensator, er den oppnådde byggehøyde bare halvdelen sammenlignet med trandisjonelle ferskvannsgeneratorer.

Ferskvannsgeneratoren ifølge oppfinnelsen er særlig velegnet til skipsbruk såsom angitt i patentkrav 6, idet man her trenger å være i stand til å fremby en komplett og ferdig ferskvannsgenerator som er klar for installasjon, og ikke som de fleste av de kjente som ikke bygges opp og settes sammen på plassen. Særlig i forbindelse med de skipskon-struksjoner som benyttes i dag har man et stort behov for en ferskvannsgenerator med stor kapasitet og lav byggehøyde.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer detaljert under hen-visning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et varmevekslerelement ifølge oppfinnelsen sett ovenfra; Fig. 2 viser et snittriss av elementet i fig. 1, sett i retningen II-II; Fig. 3 viser et element uten varmevekslerrør;

Fig. 4 viser en skilleplate; og

Fig. 5 viser, skjematisk og i mindre målestokk, en ferskvannsgenerator ifølge oppfinnelsen bygget opp av varmevekslere lementer.

Tegningenes fig. 1 og 2 viser et todelt varmevekslerelement ifølge oppfinnelsen. En profilert metall- eller jernramme 3 med pakningsflater 6 inneslutter en samling parallelle rør 1, her vist med samtlige rør i ett og samme plan 2, men man kan også utforme elementet med flere rørplan. Samtlige rør er festet til tverrgående vegger eller veggdeler 7, slik at det ved hver ende av rørene dannes kammere 4, i det viste tilfelle to kammere 4 ved hver ende. Alle deler og kammere er innesluttet bak rammen 3. Samtlige rør munner ut mot kammerne 4. Det er åpenbart at varmevekslerelementet er åpent, det vil si at kammerne4og mellomrommene 5 mellom rørene 1 er åpne til begge sider av tegningsplanet.

I kammerne 4 kan det være anordnet ett eller flere dreiende kammere 20 som inneslutter to eller flere røråpninger, slik at det medium som løper i rørene kan vendes, hvorved rørene blir seriekoplede. Strømmen inne i rørene er illustrert ved pilene, som angir mediets bevegelsesretning.

Endekammerne 4 er delt i to kammere ved hjelp av en veggdel 8, som er tildannet av det samme profiljern som rammen. Veggdelen 8 kan være fullstendig gjennomgående, slik at samlingen av rør 1 også deles i to grupper med to atskilte områder mellom rørene. I fig. 1 er veggdelen 8 bare vist i kammerne 4, men den kan strekke seg like gjennom det midtre område med rørene 1. Rørene kan således være delt i flere grupper, men det er ikke nødvendig at de enkelte grupper har ens størrelse.

Fig. 3 viser et "tomt" element, det vil si et element uten rør. Elementet er tomt i området 11, hvor rørene skulle ha vært. Dessuten er det kammere 4 bare ved én ende av elementet, mens det andre endeområde 10 er lukket av en vanntett og trykksikker plate som er festet til rammen, for eksempel ved sveising eller lodding. Elementets dimensjoner er for øvrig de samme som for elementet i fig. 1. Ved inn-setting av elementet som vist i fig. 3 mellom elementer som vist i fig. 1 deles endekammerne 4 i flere kammere ved hjelp skillevegger 10 i tegningsplanet. Mediet i rørene kan herved strømme i den ene retning i et rørplan som ligger på den annen side av et tomt element. Det medium som løper i mellomrommene 5 mellom rørene 1 kan uendret passere det tomme element i området 11. For andre anvendelser kan et tomt element utformes uten skillevegg 10 eller med en skillevegg i begge endeområder, og det midtre område 11 kan deles ved hjelp av en midtvegg som svarer til en midtvegg i fig. 1.

Fig. 4 viser et skilleplateelement 9 som kan plasseres mellom rørene 1 slik at området 5 mellom rørene 1 blokkeres. Mediet som løper på tvers av rørene i mellomrommene 5 kan således bringes til å strømme i siksak. Fig. 5 viser anvendelsen av varmevekslerelementet ifølge oppfinnelsen som en ferskvannsgenerator. En rekke elementer 16 av samme type som vist i fig. 1, på tegningene seks elementer, er boltet sammen mellom en nedre plate 14 og en øvre plate 13 ved hjelp av stagbolter 15. Over elementene er det i det viste eksempel plassert et tomt element 17 av den type som er vist i fig. 3, men med en gjennomgående vegg 8. Elementet 17 behøver dessuten ikke å ha noen skillevegg 10 som vist i fig. 3. Over elementgruppen og under den øvre plate 13 er det plassert en allment kjent dryppseparator 19. Det egentlige arbeidsaggregat 12 er anordnet under fersk-vannsgeneratorens nedre plate. Den høyre halvdel av ferskvannsgeneratoren omfatter kjelen eller forstøveren, idet det gjennom rørene - som er vist som fire rørplan i hvert element - strømmer kjølevann eller annet spillvann med høy temperatur fra et skips dieselmotor. Det filtrerte sjøvann hvorfra ferskvannet skal fremstilles, sprøytes ut over rørene gjennom munnstykket eller dysen 18. Ferskvannsdamper fra kjelen passerer dryppseparatoren 19 og mates ned i den venstre side av ferskvannsgeneratoren, hvor rørene i varmevekslerelementene gjennomstrømmes av vann ved lav temperatur, for eksempel sjøvann, og ferskvannsd ampene blir således til væske og kondense reer på rørene, idet: ferskvann kan samles opp ved den nedre ende av elementgruppen. De to høyre og venstre halvdeler av elementene er fullstendig atskilt fra hverandre, og den ene halvpart benyttes som forstøver og den annen som kondensator. Det oppnås således en svært lav byggehøyde for ferskvannsgeneratoren.

Det vil være innlysende for gjennomsnittsfagmannen at varmevekslerelementet ifølge oppfinnelsen kan benyttes for varmevekslere av tallrike utforminger og utførelser, enten disse er varmevekslere for oppvarming eller for avkjøling av et medium. Den i fig. 5 viste ferskvannsgenerator kan fremstilles helt ferdig fra verkstedene, idet aggregatet 12 under generatoren rommer alt nødvendig utstyr og samtlige innløps- og ut løpsledninger . Ferskvannsgeneratoren kan drives ved hjelp av mange ulike drivanordninger, for eksempel varmt vann eller damp fra et kjeleanlegg eller spillvarme av nesten ethvert slag, for eksempel avgassvarme fra en motor.

Claims (6)

1. Varmevekslerelement med en samling parallelle rør (1) som ligger i ett eller flere parallelle plan (2), hvilke rør er anbrakt i en ramme (3),karakterisert vedat det ved hver ende av rørene finnes minst ett kammer (4) som er atskilt fra det område (5) som kan finnes mellom rørene, men som ligger innenfor rammen (3), og hvor den øvre og nedre kant (6) av rammen er utformet slik at kantene danner en pakningsflate, og at rørene er festet ved begge ender i en veggdel (7) som omfatter en vegg i hvert kammer (4), og hvor denne veggdel er utført på samme måte som rammen.

2. Varmevekslerelement i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat hvert kammer (4) er delt i to eller flere kammere ved hjelp av én eller flere veggdeler (8) som er utformet med en øvre og nedre kant (6), slik at det dannes en pakningsflate.

3. Varmevekslerelement i samsvar med patentkrav 2,karakterisert vedat en veggdel strekker seg hele veien gjennom elementet, slik at samlingen av rør (1) likeledes deles, idet området mellom rørene deles opp i to separate områder.

4. Varmevekslerelement i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 1-3,karakterisert vedat det i kammerne (4) er anbrakt dreie- eller vendekammere (20) for mediet i rørene (1), hvilke dreie- eller vendekammere strekker seg over to eller flere røråpninger.

5. Anvendelse av et antall sammenboltede varmevekslerelementer i samsvar med patentkrav 1-4 som varmeveksler, for eksempel som ferskvannsgenerator, idet en del av hvert element benyttes som kjele, mens den gjenværende del av hvert element benyttes som kondensator.

6. Anvendelse av et antall varmevekslerelementer i samsvar med patentkrav 5, hvor kjeledelen tilføres et drivmiddel i form av varmt vann eller damp, avgassvarme fra en forbren-ningsmotor, særlig fra et skips dieselmotor.