SE453010B

SE453010B - Vermevexlarvegg anordnad med en tunn, halforsedd metallfolie for att forbettra vermeovergangen vid kokning respektive kondensation

Info

Publication number: SE453010B
Application number: SE8603206A
Authority: SE
Inventors: Eric Granryd; Bjorn Einar Palm
Original assignee: Eric Granryd; Bjorn Einar Palm
Priority date: 1986-07-24
Filing date: 1986-07-24
Publication date: 1988-01-04
Also published as: SE8603206D0; US4787441A; EP0255498B1; EP0255498A1; DE3761860D1

Description

453 010 2 Nånga ytterligare exempel på mer eller mindre komplicerat upp- byggda värmeväxlarväggar finns tillgängliga i de klasser dit nu nämnda uppfinningar hör hemma. Ändamålet med föreliggande uppfin- ning är att, såsom inledningsvis antytts, tillhandahålla en vär- meväxlarvägg med stort värmeövergångstal, vilken vägg är enkel till sin uppbyggnad och därmed billig i tillverkning.

REDÜGÜRELSE FÜR UPPFINNINGEN En värmeväxlarvägg enligt uppfinningen omfattar en mekansikt stabil del, t ex ett rör, som på sin ena sida är försedd med en metallfolie utformad med ett stort antal små genomgående hål. Folien är anbragd direkt emot den mekaniskt stabila delen så att, med utnyttjande av naturliga ojämnheter hos folien, det uppstår en tunn spalt mellan den mekaniskt stabila delen och den tunna metallfolien. Den tunna spalten i kombination med hålen i folien är av väsentlig betydelse för värmeväxlarväggens funktion.

Detta och övriga kännetecken på en vägg (resp. ett element) enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.

FIBURBESKRIUNING Uppfinningen skall närmare beskrivas i anslutning till bifogade ritningar, där: Fíg 1 visar ett rörformigt element från sidan med en tunn folie anbragt på elementets utsida; Fig 2 visar ett snitt av ett rörformigt element med en tunn folie anbragt på elementets insida; Fíg 3 visar en del av ett snitt genom ett plant element med en tunn folie, somhar.ett antal bockningar rik- tade mot den mekaniskt stabila delen; Fíg 4 visar ett stycke av ett element där den tunna folien har ett antal fjädrande tungor; Fíg 5 visar ett snitt av ett rörformigt element med en tunn folie på elementets insida, där folien har en längs- gående, från den mekaniskt stabila delen riktad bock- ning; 453 010 3 Fig 6 visar, delvis i snitt, tubpanneförångare framifrån; Fig Sa visar, delvis í snitt, en förstoring av en del av ; en tub ingående i förångaren enligt Fig S; Fig 7 visar, delvis í snitt, tubpanneförångaren enligt Fig 6 från sidan; och u Fig 7a slutligen visar i snitt från sidan en tub ingående i Fürångaren enligt Fig 6-7.

FÜREDRAGEN UTFÜRINGSFDRN Det i Fig 1 visade stycket av ett element enligt uppfinningen består av ett rör 11 på vars utsida är anbragt en metallfolie 12, som har ett stort antal genomgående hål 121. Röret utgör en mekaniskt stabil del, och metallfolíen är anbragt på sådant sätt att mellan röret 11 och folien 12 uppstår en tunn spalt 13. -- Som dimensionsexempel kan nämnas att matallfoliens tjocklek är ca 0,03 mm, att hålens diameter är ca 0,2 mm och att antalet hål är minst 10 st par cmz.

Detta element kan utnyttjas för värmeöverföring med "utvändig förångníng" genom att elementet ingår i en anläggning där ele- mentet omspolas av ett köldmedium, t.ex. diklordifluormetan (som går under beteckningen R12), som förángas i anslutning till den yttre rörväggen, och genomflytes av t.ex. kaciumkloridlös- ning av temperaturen -50 C.

Förångningen kan emellertid också ske vid ett rörformigt ele- ments insida, vilket framgår av Fig 2, som visar ett snitt ge- nom ett rör ll, på vars insida är anbragt en tunn folie 12.

Denna folie har två i rörets längdríktning sig sträckande slit- sar 122 (nedtill) och 123 (upptill).

I elementet enligt Fig 3 har en tunn folie 12 ett antal bock- ningar eller veck 31, 32, riktade mot en mekaniskt stabil del 11.

Härigenom uppkommer mellan delen 11 och Folien 12 ett utrymme 34, som närmast bockningarna 31, 32 har kilformíg karaktär och är där avsett för strömning av ett värmeutbytande medium i vätskeform.

Denna utformning med bockningar 31, 32 är speciellt lämplig vid värmeöverföring genom kondensation, varvid bockningarna utföres 453 Û1Û 4 med en riktning som sammanfaller med kondensatflödets, vari- genom dräneríngen av kondensat effektiveres tack vare uppträ- dande kapillärkrafter. Jämfört med Fallet kokning bör folíen vid kondensatícn vara Försedd med större hål.

Vid värmeöverföring med höga yteffekter - kraftig kokning - bildas en kontinuerlig gasfilm mellan folíen och den heta väg- gen. Därigenom försämras värmeöverföríngsegenskaperna dras- tiskt. För att förhindra detta är det lämpligt att i folíen stansa ut tungor som kommer att fungera som ventiler. Vid höga effekter ökar trycket mellan folíen och den heta ytan, och tungorna öppnas automatiskt och släpper ut gas. Fig 4 visar ett stycke av ett plant element med en mekaniskt stabil del ll, en folie 12 och en smal spalt 13 mellan delen 11 och folíen 12.

I folíen 12 är instansade ett flertal fjädrande tungor 41, 42.

Vid övertryck mellan delen 11 och folíen 12 öppnar sig en eller flera av flikarna genom böjning omkring resp. fliks baslinje och trycket utjämnas.

Vid rörformigt element med folie anbragt på rörets insida kan det vara lämpligt att utforma folíen med en längsgående, fràn röret riktad bockníng, varigenom skapas ett utrymme för värme- överförande medium i vätskefas. I Fig 5 visas detta fall med en cirkulär bockning 51, som ger ett utrymme 52 för vätska- strömníng. Bockningen förenklar även införandet av folíen i röret.

Fixeríngen av folíen vid underlaget kan göras på många sätt.

Ett sätt är att utforma folíen i ett sådant material och ge den en sådan form att den genom sin egen styvhet förblir var- aktígt fäst vid underlaget sedan den en gång applicerats.

Ett annat sätt är att fixera folíen medelst ett särskilt fjäd- rande organ. Vid fixering av folíen på eller i ett rör kan detta organ bestå av en spiralfjäder.

För ernàende av den tunna spalten kan folíen 12 utformas med 453 010 5 en knottrig struktur på sin mot den mekaniskt stabila delen 11 vända sida.

Ett annat sätt är att vid folietillverkningen utforma de ge- nomgående hålen så att grader uppstår, vilka sedan får ligga an mot delen 11.

Ett exempel pà en praktisk användning av ett element enligt uppfinningen framgår av Fig 6 och 7, vilka, delvis i snitt, framifrån resp. från sidan visar en traditionell tubpanneför- ångare, som försetts med folie-element enligt uppfinningen.

Förångaren kan vara en del av ett värmepumpsystem eller en kyl- anläggning och består av en cylinderformad tank 60 med ett stort antal genomgående rör 52 fästa i gavelplåtar 68-6B'.

Genom rören strömmar ett köldmedium, t.ex. Rl2 vilket förångas under passagen. Köldmediet matas in vid intag 81 och tas ut vid uttag 83. Utanför rören cirkulerar en köldbärare, t.ex. vatten, vilken matas in vid intag 84 och ut vid uttag 65.

Köldbärarens väg genom tanken 80 styrs lämpligen av s.k. baff- lar 85, Av detaljförstoringar enligt Fig Sa och Fig ?a framgår en per- forerad folíes 69 inplacering 1 rör 62, jämför även med Fig 2.

Materialet i metallfolien får väljas i beroende av aktuell praktisk tillämpning av uppfinningen.

Vanligen torde aluminium vara lämpligt. Om folien skall vara av fjädrande typ torde brons eller rostfritt stål kunna väljas.

Claims

~ 453 010 6 PATENTKRAV

1. Värmeväxlarvägg, avsedd att förbättra värmeövergàngen vid kokning resp. kondensation, vars åtminstone ena sida står i kontakt med ett värmeutbytande medium avsett att ändra fastillstànd under värmeväxlíng, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den omfattar en mekaniskt stabil, slät del (11), vars ena sida är försedd med en tunn metallfolíe (12) vilken är utformad med ett stort antal små genomgående hål (121) och att nämnda metallfolie är anbragd direkt emot den mekaniskt stabila delen varvid, med utnyttjande av de naturliga ojämnheterna hos folien,det uppstår en tunn spalt mellan den mekaniskt stabila delen och den tunna metallfolíen.

2. Värmeväxlarvägg enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v .att den har formen av ett rör (11), och att folíen (12) är anbragd på den mekaniskt stabila delens utsida.

3. Värmeväxlarvägg enligt patentkravet 1, k ä n n e t e o k n a d d ä r a v att den har formen av ett rör (11), och att folien (12) är anbragd på den mekaniskt stabila delens insida.

4. Värmeväxlarvägg enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den nämnda Folien (12) uppvisar en eller flera längsgående slitsar (122, 123).

5. Värmeväxlarvägg enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d d ä I a v att den nämnda tunna folien (12) uppvisar ett flertal mot den mekaniskt stabila delen (11) riktade bockningar (31, 32), varigenom 453 010 7 den tunna spalten mellan den stabila delen (11) och folien (12) närmast bockníngarna har kilformig karaktär (34).

6. 5. Värmeväxlarvägg enligt något av patentkraven l-5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att den nämnda folien är anbragt på den mekaniskt stabila delen medelst ett fjädrande element.

7. Värmeväxlarvägg enligt något av patentkraven 1-S, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att den nämnda folien (12) uppvisar ett flertal fjädrande, vid övertryck i den tunna spalten utåt, från den stabila delen (11), rörliga tungor (41,42). B.

8. Värmeväxlarvägg enligt något av patentkraven 1-7, k ä n n e t e e k n a d d ä r a v , att den nämnda folien på sin ena, mot den mekaniskt stabila delen vända sida är utformad med en knottrig struktur.

9. Värmeväxlarvägg enligt något av patentkraven 1-8, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att de nämnda hålen är utformade så att grader uppstår, vilka grader är vända in mot den mekaniskt stabila delen.

10. Värmeväxlarvägg enligt något av patentkraven 1-9, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att folien har en tjocklek, som ligger inom intervallet 0,01 mm - 0,10 mm och företrädesvis uppgår till 0,03 mm; att de nämnda hålen har en diameter som ligger inom intervallet 0,05 mm - 0,50 mm och företrädesvis uppgår till 0,2 mm; och att antalet hål per ytenhet av folien ligger inom interval- let 10 st per cmz - 100 st per om2 och företrädesvis uppgår till ca 50 st per cmz.