SE455534B - Vermevexlare med flexibel yttervegg - Google Patents

Description

455 534 10 15 20 25 30 35 2 ur värmeöverföringssynpunkt relativt effektiva strömningskana- ler med förhållandevis små strömningsareor, men som trots detta har en liten benägennef"för igensättning och beläggning på kontaktytorna och som utan demontering av värmeväxlaren kan påverkas utifrån så att igensättningar och beläggningar avlägsnas, varför åtminstone det ena mediet i värmeväxlaren kan vara orent och/eller av ett slag som ger upphov till be- läggningar. Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att --_ _ _;_,_, göra en sådan värmeväxlare fryssäker, ifall det orÉna_och7; -eller beläggningsalstrande mediet utgöres av vatten utan frysningsförhindrande tillsatser, vilket exempelvis är fallet vid en med sjövatten arbetande värmeväxlare för exempelvis båtmotorer.

Enligt uppfinningen uppnås detta med en värmeväxlare utformad enligt bifogade patentkrav.

I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning, vilken schematiskt och som exempel illustrerar en möjlig, fördelaktig utformning av en värmeväxlare enligt uppfinningen, varvid fig. l visar en sidovy, delvis i axiellt snitt, av värmeväxlaren; och fig. 2 visar ett partnellt radiellt snitt genom värme- växlaren i.större skala.

Den i ritningen såsom exempel visade värmeväxlaren enligt uppfinningen är avsedd att användas exempelvis i samband med båtmotorer för kylning av det i motorn cirkulerande kylvatt- net eller oljan med användning av sjövatten som kylmedel.

Värmeväxlaren innefattar ett rör 1 med i huvudsak cirku- lär tvärsektion och med öppna axiella ändar, vilket rör bildar en vätsketät skiljevägg mellan de båda medierna, varav det ena strömmar inuti röret l i värmeväxlande kontakt med rörets insida, medan det andra strömmar utanför röret l i värmeväx- lande kontakt med rörets utsida. I ändarna av röret l är in- satta invändigt gängade bussningar 2 och 3 för anslutning av värmeväxlaren till ett kretslopp för det medium som skall kylas, exempelvis kylvatten eller olja i en båtmotor, vilket medium förutsättes vara någotsânär acceptabelt rent. Röret eller skiljeväggen l omsluter sålunda strömningskammaren för l0 15 20 25 30 35 455 534 3 detta ena medium. Värmeväxlarens andra strömningskammare för det andra mediet, vilket kan vara orent och/eller sådant att det lätt ger upphov till beläggningar, utgöres av ett utrymme mellan skiljeväggens 1 utsida och en denna koaxiellt och på radiellt avstånd omslutande, hylsformad yttervägg 4, vilken vid sina axiella ändar är vätsketätt ansluten till rörets l utsida, och som i närheten av dessa ändar är försedd med ett inlopp 5 respektive ett utlopp 6 för nämnda andra, kylande medium.

Enligt uppfinningen är denna hylsformade yttervägg'4 utformad av ett elastiskt flexibelt material, såsom exempel- vis gummi eller en elastomer plast. Som följd av den elastiska flexibiliteten hos denna yttervägg H kan denna röra sig rela- tivt den stela skiljeväggen l, varigenom partiklar och andra föroreningar i det strömmande mediet lättare kan passera och fastsättning och tilltäppning kan undvikas i betydande grad.

Den radiella höjden hos den mellan skiljeväggen 1 och den elastiskt flexibla ytterväggen H föreliggande strömningskam- maren kan vidare variera, så att den är mindre vid liten volymström och större vid en stor volymström. Vid en ökande igensättning i denna strömningskammare ökar trycket och därmed även strömningskammarens radiella höjd, varigenom passagen för de igensättningen förorsakande föroreningarna underlättas.

Samtidigt kan den elastiskt flexibla ytterväggen 4 röra sig i takt med varierande tryckfall fram och tillbaka i axiell rikt- ning utmed utsidan av skiljeväggen l, vilket motverkar igen- sättning och till en viss del även tillväxten av beläggníngar pà skiljeväggens l utsida. Om man önskar avlägsna igensätt- ningar och beläggningar av nämnt slag, kan man för hand trycka in eller dra ut den elastiskt flexibla ytterväggen 4 och/eller medelst vridningsrörelser ezh längsgående rörelser på ytterväggen H lossa igensättningarna och beläggningarna.

Skiljeväggens l utsida och den elastiskt flexibla ytter- väggens H insida kan vara släta, då tillgången på det orena mediet i allmänhet är god, så att en förhållandevis stor volym- ström av detta kan användas för att uppnå den önskade värme- växlingseffekten. Det orena mediet utgöres också i allmänhet av vatten, som har ur värmeöverföringssynpunkt mycket gynn- 455 534 . 10 15 20 25 30 35 U samma egenskaper. Det är dock alltid fördelaktigt att öka den värmeöverförande ytan, och detta kan med fördel uppnås genom att, såsom visat vid det visade utföríngsexemplet, skilje- väggens l utsida och den elastiskt flexibla ytterväggens 4 insida utformas med axiellt förlöpande flänsar 7 resp. 8.

Flänsarna 8 på den elastiska ytterväggen H göres därvid med fördel något lägre än flänsarna 7 på skiljeväggens l utsida, så att hela utsidan av skiljeväggen l är tillgänglig för värme- växlande kontakt med det strömmande mediet.

Den visade värmeväxlaren enligt uppfinningen blir vidare fryssäker, ifall det mellan skiljeväggen l och den elastiska ytterväggen 4 strömmande mediet utgöres av vatten utan frys- ningsförhindrande tillsatser, dels genom att strömningskam-, maren mellan skiljeväggen l och ytterväggen H har en liten radiell höjd och dels genom att ytterväggen H är elastiskt flexibel. Härtill bidrager också det förhållandet, att ut- rymmena mellan flänsarna 7 på skiljeväggen l är koniska och delvis fyllda av de elastiska flänsarna 8 på den elastiska ytterväggen H. Detta medför att det vid frysning och därmed följande volymökning bildade tunna isskiktet ej kommer att trycka på skiljeväggen 1 utan snarare lossnar från denna eller brister som följd av sin oförmåga att ta upp drag- och böj- påkänningar.

Den på insidan av.skiljeväggen l belägna strömningskam- maren för det kylda, vanligtvis förhållandevis rena mediet kan utformas på flera olika sätt. Även om detta medium har ur värmeväxlingssynpunkt oförmånliga egenskaper, exempelvis ut- göres av olja, kan en mycket god total värmeväxlingseffekt uppnås hos värmeväxlaren, om den på insidan av skiljeväggen l belägna strömningskammaren för detta medium utformas för la- minär strömning hos mediet enligt den värmeväxlingsprincip som finnes beskriven i den internationella patentansökningen PCT/SE8U/00245. Den i ritningen såsom exempel visade värme- växlaren är utformad på detta sätt, genom att skiljeväggen l på sin insida är utformad med ett stort antal, radiellt inåt riktade, periferiellt förlöpande och i ett stycke med skilje- väggen 1 utformade flänsar 9, vilka mellan sig avgränsar peri- feriellt förlöpande, spaltformiga strömningskanaler, i vilka ak 10 15 20 25 455 534 5 det kylda mediet strömmar laminärt i periferiell riktning.

Flänsarna 9 är avbrutna av axiellt förlöpande, runt omkretsen fördelade fördelningskanaler l0 och samlingskanaler ll. Mediet strömmar in i fördelningskanalerna 10 genom hål 12 i en innan- för flänsarnas 9 radiellt inåt vända kanter anordnad cylind- risk plåt 13. Från fördelningskanalerna 10 strömmar mediet i periferiell riktning i de spaltformiga strömningskanalerna mellan flänsarna 9 till de axiellt förlöpande samlingskana- lerna ll och de innanför dessa belägna, axiellt förlöpande och i strömningsriktningen sig utvidgande inbuktningar lU i den cylindriska plåten 13. Från dessa kanalformade inbukt- ningar 14 strömmar mediet ut genom utloppsbussningen 3. Me- diets strömningsväg från inloppet 2 till utloppet 3 är i fig. l och 2 markerad medelst pilar. Mellan fördelníngskana- lerna 10 och samlingskanalerna ll är de períferiellt förlö~ pande flänsarna 9 vidare avbrutna medelst smala slitsar 15, vilkas uppgift finnes närmare behandlad i den ovan nämnda internationella patentansökningen, till vilken det hänvisas för en närmare beskrivning av denna värmeväxlingspríncip. Om även det innanför den rörfnrmade_skiljeväggen l strömmande värmeväxlingsmediet behöver renas, för att en igensättning av de smala periferiella strömningskanalerna mellan flänsarna 9 skall förhindras, kan detta exempelvis ske medelst ett konískt nät, som anbringas innanför de inåt vända ryggarna hos inbukt~ ningarna lü på den cylindriska plåten 13.

Claims (6)

455 534 Patentkrav

1. Värmeväxlare för värmeväxling mellan tvâ vätskeformiga medier, innefattande två vätsketätt åtskilda strömningskamrar, vilka är avsedda att genomströmmas av var sitt av medierna och som har en gemensam vätsketät skiljevägg (1), k ä n - n e t e c k n a d av att nämnda skiljevägg (1) är väsentligen rörformad med i huvudsak cirkulär tvärsektion och med öppna axiella ändar bildande inlopp (2) respektive utlopp (3) för det ena mediet, varjämte nämnda skiljevägg (1) omgives koaxiellt och på radiellt avstånd av en i huvudsak cylindriskt hylsformad yttervägg (4), vars axiella ändar är tätande an- slutna till skiljeväggens (1) utsida och som är försedd med ett inlopp (5) och ett utlopp (6) för det andra mediet och mellan sig och skiljeväggen (l) avgränsar en strömningskammare för det andra mediet, varvid nämnda hylsformiga yttervägg (H) är åtminstone till sin större del elastiskt flexibel, så att den kan röra sig relativt skiljeväggen (1) och så att det radiella avståndet mellan ytterväggen (H) och skiljeväggen (l) kan variera lokalt.

2. Värmeväxlare enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att den hylsformiga ytterväggen (H) i huvudsak består av ett elastiskt flexibelt polymermaterial, såsom exempelvis gummi eller plast.

3. Värmeväxlare enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att skiljeväggens (1) utsida är utformad med axiellt förlöpande, radiellt utskjutande flänsar (7) och att den hyls- formiga, elastiskt flexibla ytterväggen (H) är utformad med axiellt förlöpande, radiellt inåt riktade flänsar (8) belägna mellan nämnda flänsar (7) på skiljeväggens (1) utsida, var- jämte nämnda inlopp (5) och utlopp (6) för det andra mediet är anordnat i närheten av var sin axiell ände av den hylsfor- miga ytterväggen (4).

H. Värmeväxlare enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att flänsarna (8) på den elastiskt flexibla ytterväggen (4) har en mindre radiell höjd än flänsarna (7) på skiljeväggens (1) utsida. 455 534 7

5. Värmeväxlare enligt krav 3 eller U, k ä n n e t e c k - n a d av att flänsarna (7) på skiljeväggens (1) utsida liksom flänarna (8) på den elastiskt flexibla ytterväggen (N) har en trapetsformad tvärsektion.

6. Värmeväxlare enligt något av kraven l - 5, k ä n n e - t e c k n a d av att den rörformade, cylindriska skilje- väggen (l) är på sin insida utformad med ett stort antal períferiellt förlöpande flänsar (9), vilka mellan sig avgrän- sar periferiellt förlöpande, spaltformiga strömningskanaler för nämnda ena medium, varjämte nämnda flänsar är avbrutna av ett antal axiellt förlöpande, runt periferin jämnt fördelade slitsar (10, ll) tjänande växelvis som fördelningskanaler (l0) respektive samlingskanaler (ll) för nämnda första medium till respektive från nämnda periferiellt förlöpande strömnings- kanaler, varvid fördelningskanalerna (10) står i förbindelse med nämnda inlopp (2) för nämnda ena medium genom öppningar (12) i en innanför nämnda flänsar anordnad och mot flänsarnas radíellt inre kanter anliggande, cylindrisk hylsa (13), och samlingskanalerna (ll) står i förbindelse med nämnda utlopp (3) för nämnda ena medium genom axiellt förlöpande inbukt- ningar (ln) i nämnda cylindriska hylsa (13).