SE0802541A1 - Anordning vid en tubvärmeväxlare - Google Patents

Abstract

Anordning vid en tubvärmeväxlare

Description

10 15 20 25 30 35 2 ansamlingen återstartar och man får på detta vis en ojämn fördelning av fibrerna i vätskan. Kraftiga ansamlingar av fibrer kan också ge upphov till produktionsstörningar och rengöringsproblem. Stora partiklar kan också samverka till att bilda proppar i inloppen till de enskilda värmeöverföringsrören.

En anordning att komma från dessa problem finns beskriven i den europeiska patentskriften EP 865 601. Strömningsfördelare är anordnade på tubplattorna, så att strömningsfördelarna helt eller delvis omger värmeöverföringsrörens ändar. Strömningsfördelarna har konvexa ytor mot produkten så att man får trattformade inlopp till värmeöverföringsrören. En anordning enligt ovanstående beskrivning fungerar utmärkt förjuicer med långa fibrer, men har nackdelen av att strömningsfördelarna tar stor plats, vilket begränsar antalet värmeöverföringsrör. Eftersom antalet värmeöverföringsrör är begränsat, så lämpar sig denna anordning inte heller för att användas regenerativt.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att utforma tubplattorna så att fler värmeöverföringsrör kan anslutas till tubplattan med bibehållen diameter på tubplattan.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att man med ett ökat antal värmeöverföringsrör per produktinsats får en effektivare värmeväxlare, även för produkter med långa fibrer.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att antalet värmeöverföringsrör kan anpassas så att anordningen enligt uppfinningen kan användas regenerativt.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att anordningen av den inledningsvis beskrivna typen, getts kännetecknen av att strömningsfördelarna delvis täcker inloppen till värmeöverföringsrören.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar av vilka: Fig. 1 visar principen för en tubvärmeväxlare Fig. 2 visar, delvis i sektion, en tubplatta med möjligt antal värmeöverföringsrör enligt prior art Fig. 3 visar principen för strömningsfördelare enligt prior art Fig. 4 visar, delvis i sektion, en tubplatta med möjligt antal värmeöverföringsrör enligt uppfinningen Fig. 5 visar principen för strömningsfördelare enligt uppfinningen.

Ritningarna visar endast de för förståelsen av uppfinningen väsentliga detaljerna. 10 15 20 25 30 35 3 .

I Fig. 1 visas principen för en tubvärmeväxlare 1, där ett eller oftast ett flertal värmeväxlarelement 2, sammankopplas till en strömningsenhet. Varje värmeväxlarelement 2 består av ett antal värmeöverföringsrör 3 omgivna av ett yttre mantelrör 4. Värmeöverföringsrören 3 i varje mantelrör 4, sammanföres till en produktinsats 5 genom att i vardera ände 10 av värmeöverföringsrören 3 är anordnat en tubplatta 6. Produktinsatserna 5 med sina värmeöverföringsrör 3 är avsedda att cirkulera den produkt som skall behandlas i värmeväxlaren 1. De olika produktinsatserna 5 sammankopplas med varandra medelst produktböjar 7 och de yttre produktinsatserna 5 anslutes med inlopps- respektive utloppsledningar för produkten. Man eftersträvar ett så stort antal värmeöverföringsrör 3 som är möjligt att innesluta i mantelröret 4, med hänsyn taget till produkten som skall cirkuleras. En produkt innehållande partiklar eller fiber kräver en rördiameter på värmeöverföringsrören, 2-2,5 gånger partikelstorleken i produkten. Ju fler och ju mindre värmeöverföringsrör 3 som får plats i mantelröret 4, desto effektivare värmeöverföring erhålles.

I det produktinsatserna 5 omgivande mantelröret 4 inneslutes det värmeöverföringsmedia som användes, dvs. vatten eller annan vätska av olika temperaturer, alternativt vattenånga eller annan gas. Mantelrören 4 sammankopplas i sin tur med kommunicerande vinkelräta rördelar 8, alternativt med in- eller utloppsanslutningar för värmeöverföringsmediet. Produktinsatserna 5 är inpassade i mantelröret 4 med tätningar 9 så att produkt och värmeöverföringsmedia hålles åtskilda.

Då produkten når en produktinsats 5, antingen via en produktböj 7 eller en inloppsledning, skall produkten vid tubplattan 6 fördelas in i de olika värmeöverföringsrören 3. Värmeöverföringsrörens 3 ändar 10 är fastsatta i tubplattan 6. För produkter med partiklar och avlånga fibrer, som till exempel apelsinjuice, erfordras strömningsfördelare 11 för att produktens fibrer inte skall ”hänga sig” mellan värmeöverföringsrörens 3 ändar 10. Strömningsfördelarna 11 gör att fibrerna kan orientera sig och fördelar sig innan de följer med produkten in i värmeöverföringsrören 3.

Utan strömningsfördelare 11, då man processar en produkt med långa fibrer, får man regelbundet stoppa produktionen och diska anläggning, samt att under diskprocessen vända strömningsriktningen genom tubvärmeväxlaren 1 för att på så sätt spola bort fibrer som ”hängt sig”.

I Fig. 2 visas en tubplatta 6 enligt prior art. Strömningsfördelarna 11 är ej inritade, utan ritningen visar endast det antal värmeöverföringsrör 3 som är möjligt att ansluta till en tubplatta 6 av en viss diameter. I Fig. 3 som är en delförstoring av Fig. 2 visas strömningsfördelarna 11 som upptar en viss yta på 10 15 20 25 30 35 4 tubplattan 6 och därmed begränsar antalet värmeöverföringsrör 3 som är möjliga att ansluta. Såsom visas i Fig. 2 kan endast tre värmeöverföringsrör 3 få plats utmed en given tubplattas 6 diameter.

I Fig. 4 visas en tubplatta 6 enligt uppfinningen. Strömningsfördelarna 11 är ej inritade utan ritningen visar endast det antal värmeöverföringsrör 3 som är möjligt att ansluta till en tubplatta 6 av en samma diameter som tubplattan i Fig. 2. l Fig. 5 som är en delförstoring av Fig. 4 visas strömningsfördelarna 12 inte upptar lika stor yta och som därmed inte begränsar antalet värmeöverföringsrör i samma utsträckning.

Fig. 4 visas fem värmeöverföringsrör 3 utmed tubplattans 6 diameter.

Uppfinningen kan också användas för tubplattor 6 med upp till sju värmeöverföringsrör 3 utmed diametern. Detta är en stor fördel eftersom ju fler och mindre värmeöverföringsrör 3 som kan få plats i mantelröret 4, desto större värmeöverföringsyta får man och därmed en effektivare värmeväxlare 1.

Såsom visas i Fig. 5 har strömningsfördelarna 11 utformats så att en del 12 av dem delvis täcker inloppen till värmeöverföringsrören 3.

Strömningsfördelarna 11 har konvexa ytor vända mot strömningsriktningen.

Strömningsfördelarnas 11 delar 12 som omger värmeöverföringsrörens 3 ändar 10, är mjukt rundade, så att inga ”vassa” eller tvära kanter finns där produkten strömmar förbi. Strömningsfördelarna 11 har i sidovy ett "svampformat" utseende.

Strömningsfördelarna 11 enligt uppfinningen medger att man kan processa en produkt med långa fibrer, utan att man regelbundet måste stoppa produktionen och vända strömningsriktningen genom tubvärmeväxlaren 1 för att på så sätt spola bort fibrer som ”hängt sig”.

Eftersom man ibland vill använda en tubvärmeväxlare regenerativt, har detta inte varit möjligt då det gäller produkter med fibrer eftersom antalet värmeöverföringsrör 3 begränsas av de tidigare använda strömningsfördelarna 11. Regenerativ användning av en tubvärmeväxlare 1 innebär att man låter produkt strömma såväl i värmeöverföringsrören 3, som i det omgivande mantelröret 4. En redan uppvärmd produkt kan då värma en inkommande kall produkt, samtidigt som den uppvärmda produkten kyls ner. Detta innebär en energibesparing och används ofta där det är möjligt. Emellertid bör produkten som strömmar i värmeöverföringsrören 3 förhålla sig till produkten i som strömmar i mantelröret som 1:1. Då strömningsfördelarna 11 enligt uppfinningen möjliggör ett större antal värmeöverföringsrör 3 kan man välja produktinsatser 5 som ger en relation mellan värmeöverföringsrören 3 och mantelröret 4 som ligger nära 1:1. 10 15 20 5 Försök har visat att fibrer i exempelvis ape|sinjuice företrädesvis ”hänger sig” vid ingången till de värmeöverföringsrör 3 som finns i centrum av tubplattan 6. Därmed kan man utforma tubplattan 6 i förhållande till den produkt som tubvärmeväxlaren 1 skall användas för, så att endast de mittersta värmeöverföringsrörens 3 ändar 10 är försedda med strömningsfördelare 11.

Som framgått av ovanstående beskrivning ger anordningen enligt uppfinningen en möjlighet att använda en tubvärmeväxlare med fler värmeöverföringsrör per tubplatta till produkter som innehåller partiklar och långa fibrer. Uppfinningen medger att fibrerna styrs mjukt och effektivt in i värmeöverföringsrören, utan att fibrerna riskerar att ansamlas på tubplattan.

Uppfinningen medger också att tubvärmeväxlaren kan köras regenerativt för produkter med långa fibrer.

Claims (4)

10 15 20 25 PATENTKRAV

1. Anordning vid en tubvärmeväxlare (1), innefattande en produktflödesinsats (5) bestående av ett antal värmeöverföringsrör (3), med en i vardera ände (10) av värmeöverföringsrören (3) anordnad tubpiatta (6), där åtminstone den av tubplattorna (6), som utgör inlopp till värmeöverföringsrören, är utformad med strömningsfördelare (11), som omger ändarna (10) av värmeöverföringsrören (3), samt att strömningsfördelarna (11) är så utformade att strömningsfördelarnas (11) mot strömningsriktningen vända yta, är konvex, kännetecknad därav att strömningsfördelarna (11) delvis täcker inloppen till värmeöverföringsrören (3).

2. Anordning vid en tubvärmeväxlare (1) i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att strömningsfördelarna (11) har ett svampformat utseende.

3. Anordning vid en tubvärmeväxlare (1) i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att strömningsfördelarna (11) har en mjukt rundad del (12) som delvis täcker inloppen till värmeöverföringsrören (3).

4. Anordning vid en tubvärmeväxlare (1) i enlighet med patentkravet 3, kännetecknad därav att endast de värmeöverföringsrör (3) som är placerade i den mittersta delen av tubplattan (6) är försedda med strömningsfördelare (11).