SE463636B - Dubbelspiralvaermevaexlare med metallisk kontakt mellan roerspiralerna - Google Patents

Description

465 ess 2 varandra. Hallfastheten hos väggen, som bildas av rören, förbättras ytterligae genom att ett lödmedel anbringas mellan rören.

Den internationella patentansökningen WO8l/03300 beskriver en metod för att tillverka en dubbel värmeväxlare genom att man bildar en tvärgaende rörvägg av tva separata rör, i vilken vägg vartannat rör tillhör det ena systemet och vartannat rör till ett annat system. En värmeledande massa pressas mot den yttre ytan av denna rörvägg, varefter ett annat skikt av spiralrör lindas runt rörspiralerna pa liknande sätt men i ingrepp med det föregående skiktet. Flera skikt sedda i horisontalplanet kan anbringas ovanpa varandra, och varje skikt täckes med värmeledande massa, som pressas in mellan rören medan det nästa skiktet av spiralrör lindas ovanpa det tidigare.

Rörens diameter i ena tvärgaende planet är alltid densamma men i de yttre spiralraderna kan rördiametern variera.

Föreliggande uppfinning avser en dubbelspiralvärmeväxlare, som bildas av de i ingrepp med varandra befintliga rörspiralerna i tva separata rörsystem, mellan vilka spiraler finnes en metallisk kontakt med hjälp av nagon mellanliggande metall. De väsentliga nya kännetecknen för upp- finningen framgar av bifogade patentkrav l. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en trycksäker dubbelspiralvärmeväxlare sammansatt enbart av rör, där ett separat yttre tryckkärl icke erfordras. Ett annat väsentligt kännetecken för värmeväxlaren är att rörspiralerna, som tillhör olika rörsystem, är placerade sa nära varandra som möjligt, och en god värmeöverföring säkerställes vidare med hjälp av en mellanliggande metall, sa att en metallisk kontakt åstadkommas mellan rören.

Värmeväxlaren enligt uppfinningen skall i det följande beskrivas i detalj med hänvisning till bifogade ritning, pa vilken schematiskt visas värmeväxlaren sedd i tvärsektion.

Pa figuren är rören i de tva separata rörsystemen markerade med symbolerna + och -. I rörsystemet, som markerats med +, inkommer vätskan genom inloppsförbindelsen 1, och sasom framgar av ritningen är utloppsför- bindelsen 3 för rörsystemet belägen i mitten av värmeväxlaren. Inuti det andra rörsystemet, som markerats med -, strömmar vätskan i motsatt riktning, sa att rörsystemets utloppsförbindelse 2 är belägen pa den yttre omkretsen av värmeväxlaren, och inloppsförbindelsen 4 är belägen i mittdelen av värmeväxlaren. En metallisk kontakt mellan rören astadkommes med hjälp av den mellanliggande metallen 5. 463 636 3 Dubbelspiralvärmeväxlaren tillverkas genom att man först böjer i huvudsak runda koppar- eller kopparlegeringsrör så att de bildar regelbundna spiraler i horisontalplanet. Stigningen mellan varven är konstant och beror på rördiametern. Vid den lämpligaste metoden för tillverkning av dessa värme- växlare placeras rörspiralerna tätt ovanpå varandra, så att rören i olika rörsystem tätt ligger an mot varandra, dvs. spiralerna i de olika systemen placeras växelvis ovanpå varandra, såsom framgår av fig. 1, och ändarna av rören, som tillhör samma rörsystem, kopplas medelst lämpliga organ till respektive inlopps- och utloppsanslutningar. Diametern hos rören av olika rörsystem kan vara densamma eller den kan vara olika mellan de två systemen i den på ritningen visade värmeväxlaren.

Dubbelspiralvärmeväxlaren kan även tillverkas så att spiralerna i vart och ett av de två rörsystemen först kombineras så att de bildar en hel vägg av rörknippen, varefter de separata rörknippesväggarna pressas mot varandra så att de kommer i ingrepp med varandra.

Vid dubbelspíralvärmeväxlaren, som tillverkats på ovan beskrivna sätt, är kontakten mellan rören linjär. Ändamålet är nu att förbättra nämnda kontakt genom att en mellanliggande metall användes, så att kontaktytan mellan rören förstoras. Såsom redan påpekats har mellanliggande metall använts i viss utsträckning tidigare för att åstadkomma en likformig vägg av rören, men därvid har ändamålet icke varit att förbättra värmeutbytet, eftersom en och samma vätska har strömmat i alla rören, men endast för att åstadkomma en likformig vägg. Vid utförda experiment har det nu visat sig att värmeutbytet mellan rören kan ökas mångfaldigt i jämförelse med den mekaniska kontakten, om en metallisk kontakt åstadkommes mellan rören med hjälp av en mellanliggande metall. Ökningen av värmeutbytet som erhålles medelst en mellanliggande metall, är även avsevärt större än den ökning som erhålles medelst värmeledande massor.

Den använda mellanliggande metallen kan t.ex. vara tenn, zink, bly, aluminium eller en legering av dessa. Den metalliska kontakten åstad- kommes t.ex. medelst lödning, doppning eller gjutning, i vilket fall även de små mellanrummen fylles på grund av kapillärkraften. Sålunda är det möjligt att införa något lödmedel mellan spiralerna i dubbelspiralvärmeväxlaren, vilket lödmedel smälter under utglödgningen av värmeväxlaren och sålunda bildar en likformig yta, som är avsevärt större än den linjära kontakten mellan rören. Värmeväxlaren kan även doppas i den smälta metallen, t.ex. zink. Samband med doppningen är rören även mjuklödda, så att spänningarna 463 636' 4 i konstruktionen kan elimineras medan strukturen rekristalliserar. Istället för doppningen kan någon lämplig metall gjutas pa värmeväxlaren. Den gjutna metallen ovanpå rören förbättrar avsevärt det mekaniska skyddet, i vilket fall rörväggen kan göras tunnare.

Såsom ovan nämnts bildas värmeväxlaren av runda rör, vilka har en tiofaldig tryckhàllfasthet jämfört med formade, t.ex. tillplattade rör.

Sålunda kan runda rör användas för att bilda en dubbelspiralvärmeväxlare, för vilken ett yttre tryckkärl icke erfordras, men där varje värmeväxlarmedium strömmar i sitt eget rörsystem. För utrustning med freon är det t.ex. absolut nödvändigt att freonet icke kan utkomma i vattnet, även om rören brister. I dubbelspiralvärmeväxlaren kan detta förhindras, eftersom i händelse av en läckning vätskan tömmes i utrymmet mellan rören, där den kan observeras medelst olika metoder.

Exempel Den ökning av värmeväxlingsförmágan, som erhålles med hjälp av den mellanliggande metallen, kan beskrivas med hänvisning till bifogade experimentella resultat: Kontakt mellan rören Värmegenomgàngstal = klšlll/mzK] Mekanisk kontakt 300 Tennlödning 700 Zinkdoppning llÛÛ Zinkgjutning 1150 Värmegenomgàngstalet för en värmeledande massa àterfinnes icke i ovan- stående tabell men ligger mellan värdena för mekanisk kontakt och tennlöd- ning. _

Claims (8)

f 465 636 PATENTKRAV

1. Värmeväxlare bestående av tvâ åtskilda rörsystem var och en avgränsande ett inre utrymme, varvid de tvâ rörsystemens inre utrymmen är inbördes isolerade med hänsyn till flödeskommunikationen, k ä n n e t e c k- n a d av att varje rörsystem består av ett flertal rör som är cirkulära i tvärsnitt och är formade till plana rörspiraler var och en avgränsande en i stort sett plan yta och har en central axel, varvid de plana spiralerna är anordnade med sina plana ytor i huvudsak parallellt med varandra och med sina centrala axlar huvudsakligen sammanfallande och med åtminstone en plan spiral av varje rörsystem anordnade mellan och i ingrepp med två plana spiraler av det andra rörsystemet, varvid ett gott värmeutbyte mellan dessa rörsystem erhålles med hjälp av en värmeledande metallisk kontakt, som åstadkommas av en mellanliggande metall (5).

2. Värmeväxlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den metalliska kontakten är utförd medelst lödning.

3. Värmeväxlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den metalliska kontakten är utförd genom att värmeväxlaren doppats i smält metall.

4. Värmeväxlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den metalliska kontakten är bildad genom att den smälta metallen gjutits ovanpå värmeväxlaren.

5. Värmeväxlare enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att den metalliska kontakten erhållits genom att tenn eller en tennlegering använts som den mellanliggande metallen.

6. Värmeväxlare enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att den metalliska kontakten ästadkommits genom att zink eller en zinklegering används som den mellanliggande metallen.

7. Värmeväxlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den metalliska kontakten erhållits genom att bly eller en blylegering används som den mellanliggande metallen.

8. Värmeväxlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den metalliska kontakten erhållits genom att aluminium eller en aluminium- legering används som den mellanliggande metallen.