SE501908C2 - Värmeväxlare med sammankopplade moduler - Google Patents

Description

15 20 425 30 35 1501 éos Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att erhálla en förenklad billigare konstruktion som medför färre reservdelar och som undanröjer problemen vid byte av enskilda reservdelar pà en redan monterad värmeväxlare.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att värmeväxlaren av den inledningsvis beskrivna typen getts kännetecknen av att vardera mantelrör är vid sina ändar anslutna till en modulenhet, anordnad att stödja värmeväxlarelementen, att med vardera två modulenheter är en mantelanslutning sammankopplad, vardera mantelanslutning utgörande ett H-format rörstycke, vars två parallella rördelar är sammankopplade med en vinkelrät rördel, kommunicerande med tvá parallella fördelarna, att öppningarna i de två parallella rördelarnas ena ände är anordnade att anslutas med en produktböj eller produktanslutning och att öppningarnai de två parallella rördelarnas andra ände sammankopplas med tvà intill varandra liggande nämnda modulenheter.

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 en översiktsbild av en del av en värmeväxlare, enligt uppfinningen, delvis som sprängskiss Fig. 2 visar en planvy av en del av en värmeväxlare, delvis i sektion Fig. 3 visar ett snitt av A-A genom Fig. 1 Fig. 4 visar en ändvy av en del av en värmeväxlare Fig. 5 visar en modulenhet i planvy Fig. 6 visar ett snitt B-B genom fig. 4 Fig. 7 visar en planvy av en mantelanslutning delvis i sektion Fig. 8 visar ett snitt C-C genom fig. 6 Fig. 9 visar en planvy av en halv mantelanslutning med in- eller utloppsanslutning Fig. 10 visar en planvy av ett antal sammankopplade modulenheter Fig. 11 visar en kopplingsprofil Fig. 12 visar en ändvy av en monterad värmeväxlare Fig. 13 visar den andra ändvyn av samma monterade värmeväxlare Fig. 14 visar en schematisk bild av modulenheternas modulanpassning Ritningarna visar endast de för förståelsen av uppfinningen väsentliga detaljerna I fig. 2 visas en del av en värmeväxlare med tre stycken värmeväxlarelement 1.

Vardera värmeväxlarelement 1 består av ett yttre mantelrör 2 vari finns ett antal värmeöverlöringsrör 3. l vardera ände av värmeväxlarelementens imantelrör 2 finns fastsatt en 'modulenhet 4. På två intill varandra liggande modulenheter 4 är en mantelanslutning 5 fastmonterad. Härmed kommer mantelanslutningen 5 att utgöra en 10 15 20 25 30 35 _ 3 ._ 501 908 förlängning på mantelrören 2 och kommer därmed att omge värmeöverföringsrörens 3 förlängning. värmeöverföringsrören 3 är i respektive ände tastsvetsade i en tubplatta 22 så att de tillsammans utgör en produktflödesinsats. Dessa produktflödesinsatser sammankopplas med varandra med produktböjar 6 eller med en produktanslutning 19.

Denna produktflödesinsats av konventionell typ är inskjuten i mantelanslutningen 5 mot en eller flera tätningar 7 så att produktflödesinsatsen är rörlig relativt mantelröret 2 och mantelanslutningen 5.

Fig. 3 visar en genomskärning genom fig. 1, A-A, där man ser värmeöverföringsrören 3 som befinner sig inuti sitt mantelrör 2. Ritningen visar också ena änden av mantelanslutningen 5 vilken är fast förbunden med skruvförband till tvà stycken modulenheter 4.

Fig. 4 visar en ändvy av en del av en värmeväxlare med två stycken värmeväxlarelement 1 och den yttre rörböj som utgör produktböjen 6. Produktböjarna 6 hålles på plats med ett flänsförband mot produktflödesinsatserna.

Fig. 5 och 6 visar en modulenhet 4. Modulenheten 4 kan som i den föredragna utföringsformen bestå av tvà delar, en flänsdel 8 som svetsas till vardera ände av mantelröret 2 och ett löst på flänsdelen pàträtt modulstycke 9. Dessa två delar 8, 9 kan givetvis utföras som en del. Flänsdelen 8 kan vidare utgöra förlängning av mantelröret 2 varpå modulstycket 9 trädes. Modulstycket 9 har skruvhål 11 för anslutningen till mantelanslutningen 5. Modulstycket 9 har glidytor 10 som är avsedda att ligga an mot glidytan 10 på nästa intilliggande modulenhet 4.

Modulstyckena 9 kommer härigenom att utgöra den kompletta värmeväxlarens stativ och glidytorna 10 tar upp lasten av de i värmeväxlaren sammankopplade värmeväxlarelementen 1. Glidytorna 10 medger samtidigt att värmeväxlarelementen 1 kan röra sig mot varandra och på så sätt kompensera för den värmepåverkan som värmeväxlarelementen 1 utsätts för. l de fall man använder sig av mycket långa värmeväxlarelement 1, upptill 6 meter, kan ett modulstycke 9 användas för att stödja värmeöverföringselementen 1 på deras mittre del.

Fig. 7 och 8 visar en mantelanslutning 5 vilken i huvudsak utgöres av ett H- format rörstycke med två stycken parallella rördelar 12 och en med dessa parallella fördelar 12 kommunicerande vinkelrät rördel 13. De parallella rördelarnas 12 innerdiameter är cirka 0-10 % större än innerdiametern pà värmeväxlarelementets 1 mantelrör 2 vilket medverkar till att minska flödesmotståndet i värmeöveringsmediat, då detta passerar mantelanslutningen 5. Ett minskat flödesmotstånd bidrar till att kunna minska kapaciteten på de pumpar som anslutes till värmeväxlaren. 10 15 20 25 30 35 501 968 De båda parallella rördelarnas 12 ena ände skruvas fast mot modulstycket 9 på två intill varandra liggande modulenheter 4. Efter det att en produktflödesinsats med sina värmeöverföringsrör förts in i mantelrör 2 och mantelanslutning 5 kommer produktflödesinsatserna att sammankopplas med en produktböj 6 eller en produktanslutning 19, vid till- eller frånflöde av produkt till värmeväxlaren.

Fig. 9 visar en mantelanslutning 14 som endast utgör halva det H-formade rörstycket 5 som är beskrivet ovan. Denna mantelanslutning 14 användes vid till- eller frånledning av värmeöverföringsmediat. Till den öppna rörstos 15 som härigenom bildas anslutes en rörböj 16 för till eller frånlopp av värmeöverföringsmediat.

Fig. 10 visar fyra stycken intill varandra liggande modulenheter 4 vilka i sin gemensamma hörna sammanfogas med en kopplingsprofil 17. Kopplingsprofilens 17 utseende kan varieras men utgör i huvudsak av en kryssformad profil som är löst införd i modulstycket 9 på modulenheten 4, så att kopplingsprofilen 17 formbundet ingriper med modulstyckets 9 spàr. Kopplingsprofilen 17 är låst i sin ena ände, genom att denna ligger an mot skruvförbandet mellan modulenheterna 4 och mantelanslutningen 5. Den i huvudsak kryssformade kopplingsprofilen 17 kan utföras av metall företrädesvis rostfritt stål men den kan även tillverkas av polymerer eller keramer.

Genom sitt utförande kommer modulenheterna 4 att utgöra en i det närmaste homogen vägg i en värmeväxlare, denna i det närmaste homogena vägg är avsedd att förhindra den egen konvektion som kan uppstå inuti värmeväxlaren på grund av temperaturskillnader i värmeväxlarens olika delar. l de fall man använder sig av ett modulstycke 9 för att stödja ett långt värmeväxlarelements 1 mittre del, är detta modulstycke 9 inte helt homogena, utan att ventilation mellan de olika sektionerna kan ske. Dessa modulstycken 9 har i detta fall således endast en stödjande funktion.

Fig. 12 och 13 visar de två olika sidosektionerna av en sammanbyggd värmeväxlare. Genom att på olika ställen i värmeväxlaren tillföra produkt och leda det därifrån genom valda delar av värmeväxlaren samt att på andra ställen införa värmeöveringsmediat och att leda det därifrån får man en samverkande enhet varav ritningarna endast visar ett exempel. Vid de mantelanslutningar 14 som här användes enligt det utförande som finns i fig. 8 d.v.s. vid till- eller frånlopp av värmeöveringsmedia, kommer den rörböj 16 som utgör till- eller frånledning att uppta en modulplats i värmeväxlaren. Eftersom denna modulplats då saknar ett värmeväxlarelement 1 måste ett stöd motsvarande en modulenhet 4 användas på denna modulplats. Härvid använder man sig av ett modulstycke18 utan det hål som är avsett för mantelrör 2 och värmeöverföringsrör 3. Detta är nödvändigt för att ge den stadga och stabilitet som erfordras för att kunna bygga en komplex värmeväxlare. .

Fig. 12 och 13 visar också hur den färdiga sammanbyggda värmeväxlaren på samtliga sidor förses med täckplåtar 20 vilka i ritningarna har gjorts svagt välvda för att därmed öka styvheten i plåten. Täckplåtarna 20 är lämpligen fastsatta i modulstyckena 10 15 20 _æ 30 35 501 908 9. Täckplàtar 20 användes då värmeväxlarelementen 1 uppnår höga temperaturer relativt omgivningen. Hela värmeväxlaren är monterad pá ett golvstativ 21 för att lyfta upp värmeväxlaren frán golvet.

Fig. 14 visar hur modulenheterna 4 kan ingài en standardisering så att ett modulmàtt M kan innehålla 2, 3, 4 eller 6 modulstycken beroende på vilken storlek och typ av värmeväxlarelement 1 som användes.

En värmeväxlare av ovan beskrivna typ år lättare att montera än konventionella tubvärmeväxlare. Vidare underlättas bytet av O-ringar och andra reservdelar genom att de delar av värmeväxlaren som befinner sig ovanför det ställe man avser att utbyta reservdel pà, inte behöver monteras ner vid detta reservdelsbyte. De enda delar som behöver lossas är en produktböj och en mantelanslutning. Detta bidrar i hög grad till att minska kostnaden för montage och underhåll av värmeväxlaren.

Som framgått av ovanstående beskrivning àstadkommes med föreliggande uppfinning en värmeväxlare som i hög grad kan standardiseras och modulariseras och vars enheter kan byggas samman till en komplett enhet som är mer kompakt och enklare att tillverka, montera och modifiera än konventionella tubvärmeväxlare.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 501 abs PÅTENTKRAV

1. Värmeväxlare av den typ som innefattar ett flertal, av ett stativ uppburna värmeväxlarelement (1 ) som är sammankopplade med varandra i ett strömningssystem med ett produktflöde och ett flöde för ett värmeöverföringsmedia, varvid vardera värmeväxlarelement (1) uppvisar dels ett eller flera värmeöverföringsrör (3), sammankopplade till produktflödesinsatser, dels ett värmeöverföringsrören (3) omslutande mantelrör (2), kännetecknad därav att vardera mantelrör (2) är vid sina ändar anslutna till en modulenhet (4), anordnad att stödja värmeväxlarelementen (1 ), att med vardera två modulenheter (4) är en mantelanslutning (5) sammankopplad, vardera mantelanslutning (5) utgörande ett H-format rörstycke vars två parallella fördelar (12) är sammankopplade med en vinkelrät rördel (13) kommunicerande med de två parallella rördelarna (12), att de tvâ parallella rördelarna (12) utgör förlängningar av mantelrören (2) vari införes produktflödesinsatser, vilka anslutes med en produktböj (6) eller produktanslutning (19).

2. Värmeväxlare i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att modulenheterna (4) är mot varandra rörligt infästa medelst en kopplingsprofil (17).

3. Värmeväxlare i enlighet med patentkravet 2, kännetecknad därav att kopplingsprofilen (17) är i huvudsak kryssformad och ingriper formbundet men flexibelt i fyra intill varandra liggande modulenheter (4).

4. Värmeväxlare i enlighet med patenkravet 3, kännetecknad därav att kopplingsprofilen är tillverkad av rostfritt stål.

5. Värmeväxlare i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att mantelanslutningen (5) är fast förbunden med två intill varandra liggande modulenheter (4)-

6. Värmeváxlare i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att inlopp eller utlopp för värmeföringsmedia sker via en till hälften avskuren mantelanslutning (14) och en in- eller utloppsrörböj (16).