SE518190C2 - Beredare innefattande minst en tank med minst ett utrymme och minst en plattvärmeväxlare - Google Patents

Description

20 25 30 518 1290 utrymme i två de|utrymmen på sådant sätt att ett fluidum, p.g.a. placeringen av två anslutningar, huvudsakligen rör sig uppåt i en första del av sagda inre utrymme och huvudsakligen rör sig nedåt i en andra del av sagda inre utrymme. Konstruktionen saknar därmed förutsättningar för att ge det andra fluidet en förlängd uppehållstid.

Sammanfattning av uppfinningen Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en beredare för varm- vattenberedning av sådant slag att varmvatten kan erhållas direkt vid tappning även efter en längre stillestàndsperiod utan behov av varm- vatten. Ändamålet med uppfinningen är även, som en konsekvens av det nyss sagda, att åstadkomma en beredare för värmning eller kylning av vilket lämpligt fluidum som helst så att sålunda berett fluidum kan erhållas direkt även efter en längre period utan behov av sålunda berett fluidum.

Samtidigt ska värmeöverföringen mellan de arbetande fluiderna i beredaren vara god under alla driftförhållanden, hållfasthetsegen- skaperna såväl för beredarens tank som för enskilda plattor i plattpaket vara goda och materialåtgången liten.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att en beredare enligt ingressen i patentkravet 1 getts kännetecknen att var och en av värmeväxlingsplattorna är försedd med en eller flera korrugeringar som i sin höjdled utsträcker sig inom ett område som begränsas av två på avstånd från varandra beflntliga parallella första respektive andra plan och som båda är huvudsakligen parallella såväl med samtliga värmeväxlingsplattor som med plattvärmeväxlarens ändplattor, en mellanvägg avdelar sagda minst ena inre utrymme i två de|utrymmen vilka står i fluid kommunikation med varandra, varvid sagda andra fluidum fritt kan utbytas mellan sagda de|utrymmen i tankens övre del och två 10 15 20 25 30 5183190 anslutningar genom en första vägg på tanken förekommer till respektive från sagda minst ena inre utrymme i tanken för sagda andra fluidum, varvid sagda anslutningar båda förekommer i tankens nedre del men till respektive från var sitt av sagda deiutrymmen varigenom sagda andra fluidum på sin väg genom beredaren huvudsakligen rör sig uppåt i en första del av sagda inre utrymme och huvudsakligen rör sig nedåt i en andra del av sagda inre utrymme.

Det för föreliggande uppfinning i övrigt kännetecknande framgår av efter- följande patentkrav.

Beredaren ska nu närmare beskrivas i anslutning till utföringsformer av uppfinningen och med hänvisning till bifogade ritningar.

Figurförteckning Figur 1 visar, i perspektiwy och delvis i snitt, en beredare enligt uppfinningen.

Figur 2 visar i frontvy en alternativ utföringsform av en beredare enligt uppfinningen.

Figur 3 visar ett tvärsnitt genom beredaren längs linjen A-A i figur 2.

Figur 4 visar ett tvärsnitt genom beredaren längs linjen B-B i figur 2.

Figur 5 visar ett tvärsnitt genom beredaren längs linjen C-C i figur 2.

Figur 6 visar ett tvärsnitt genom beredaren längs linjen D-D i figur 2. 10 15 20 25 30 5184190 Figur 7 visar ett tvärsnitt genom beredaren längs linjen E-E i figur 2.

Figur 8 visar i vy ovanifrån beredaren i figur 2.

Beskrivning av utföringsformer Beredaren 1 i figur 1, avsedd för beredning av tappvarmvatten, består av en tank 2 med ett inre utrymme 3 inrymmande två plattvärmeväxlare 4a, 4b. Plattvärmeväxlaren 4a innefattar ett plattpaket med ett flertal värme- växlingsplattor 5a och två ändplattor 6a, 7a. På motsvarande sätt inne- fattar plattvärmeväxlaren 4b ett plattpaket med ett flertal värmeväxlings- plattor 5b och två ändplattor 6b, 7b.

Var och en av de båda främre (hitre i figuren) ändplattorna 6a, 6b uppvisar två anslutningar 8a, 9a respektive 8b, 9b, av vilka åtminstone två anslutningar 8a, 9b sträcker sig fluidumtätt genom främre väggen på tanken 2 medan de båda övriga anslutningarna 8b, 9a är fluidumtätt anslutna till varandra genom en utpressning (icke visad) i tanken 2, vilken utpressning har samma funktion som ett U-format rörstycke och fluidum- tätt förbinder anslutningarna 8b och 9a genom att plattvärmeväxlarna 4a, 4b dels tätar mot mellanväggen 14 i området för sagda utpressning och dels tätar mot tanken 2 runt sagda utpressning. En konstruktion utan utpressningen är tänkbar, varvid ett U-format rörstycke i stället sträcker sig fluidumtätt genom främre (hitre i figuren) väggen på tanken 2 eller genom mellanväggen 14. Plattvärmeväxlarna 4a, 4b behöver då inte täta helt mot mellanväggen 14 eller mot tanken 2. Med fluidumtätt avses i detta sammanhang att det fluidum, i detta fall hett vatten eller het ånga, som leds genom beskrivna anslutningar inte blandas med det fluidum, i detta fall vatten som ska värmas, som förekommer i tanken. i 10 15 20 25 30 518 190 s Anslutningen 8a leder till en inloppskanal 10a och anslutningen 9a leder från en utloppskanal 11a i plattvärmeväxlaren 4a. På motsvarande sätt leder anslutningen 8b till en inloppskanal 10b och anslutningen 9b från en utloppskanal 11b i plattvärmeväxlaren 4b. inloppskanalen 10a och utloppskanalen 11a står i fluid kommunikation med en första uppsättning plattmellanrum i plattvärmeväxlaren 4a. På motsvarande sätt står inlopps- kanalen 10b och utloppskanalen 11b i fluid kommunikation med en första uppsättning plattmellanrum i plattvärmeväxlaren 4b. Nämnda första uppsättningar plattmellanrum utgörs av vartannat plattmellanrum mellan värmeväxlingsplattor 5a, 5b i respektive plattvärmeväxlare 4a, 4b.

Ytterligare två anslutningar 12, 13 (pga snitt endast antydda i figur1) sträcker sig genom främre väggen på tanken 2 för att möjliggöra tillförsel till respektive bortförsel fràn tanken av det fluidum som förekommer där.

Det inre utrymmet 3 i tanken 2 står i fluid kommunikation med en andra uppsättning plattmellanrum i var och en av de båda plattvärmeväxlarna 4a, 4b. l föreliggande fall ingår i beskrivna andra uppsättningar platt- mellanrum samtliga de plattmellanrum som inte ingåri beskrivna första uppsättningar plattmellanrum enligt ovan, dvs även förekommande mellanrum mellan var och en av ändplattorna 6a, 6b, 7a, 7b och respek- tive närmast belägna värmeväxlingsplatta 5a, 5b. En mellanvägg 14 avdelar det inre utrymmet 3 i två delutrymmen, vilka dock står i fluid kommunikation med varandra i tankens 2 övre del. Tanken 2 är rektangulär och dess höjd är större än dess bredd eller djup. Tanken 2 är utförd av stålplàt men vilket annat känt lämpligt material som helst kan användas.

Av figurerna 2-8 framgår en alternativ utföringsform av den beskrivna beredaren, varvid hänvisningsbeteckningarna från figur 1 behållits.

Tanken 2 utgörs här av fyra, vid användning av beredaren huvudsakligen lodräta, ihåliga cylindrar 18 vilka upptill i beredaren står i fluid kommuni- 10 15 20 25 30 518 6190 kation med en, vid användning av beredaren huvudsakligen vågrät, ihålig cylinder 19 och nedtill i beredaren står i fluid kommunikation med ett, vid användning av beredaren huvudsakligen vågrätt sig utsträckande ihåligt utrymme 20 inrymmande två plattvärmeväxlare 4a, 4b.

Eftersom tanken 2 i grunden är uppbyggd av två pressade plåtar, en främre som bildar framsida på beredaren, se figur 2, och en bakre med motsvarande utseende men utan anslutningar, måste plàtarna vara fluidumtätt förenade runt ytterkanterna samt huvudsakligen fluidumtätt förenade mellan de beskrivna ihåliga cylindrarna 18, se figur 3. Även om det är viktigare att plàtarna är fluidumtätt förenade mellan de två mittre ihåliga cylindrarna 18 än mellan övriga ihåliga cylindrar 18 kan ändå ett visst mindreläckage generellt tillåtas mellan cylindrarna 18. Mellan- väggen 14 behöver inte vara högre än vad som motsvaras av höjden för det ihåliga utrymmet 20, se figur 5.

En utpressning 21, se figur 2, har samma funktion som ett U-format rörstycke och förbinder fluidumtätt anslutningarna 8b och 9a genom att plattvärmeväxlarna 4a, 4b dels tätar mot mellanväggen 14 i området för sagda utpressning 21 och dels tätar mot tanken 2 runt sagda utpress- ning 21. En konstruktion utan utpressningen 21 är tänkbar, varvid ett U-format rörstycke i stället sträcker sig fluidumtätt genom främre (hitre i figur 2) väggen på tanken 2. Plattvärmeväxlarna 4a, 4b behöver då inte täta helt mot mellanväggen 14 eller mot tanken 2. Vidare förekommer en temperaturgivare 22, en luftningsnippel 23 och fyra upphängningshål 24.

Beredarens funktion, som i princip är densamma för de båda utförings- formerna, ska nu närmare beskrivas. Hett vatten eller het ånga (se hel- dragen linje 15 i figur 1)fràn en här icke visad värmekälla inträder i . beredaren genom anslutningen 8a, fortsätter in i inloppskanalen 10a i 10 15 20 25 30 518 7190 plattvärmeväxlaren 4a och fördelas i den första uppsättningen platt- mellanrum i denna plattvärmeväxlare, passerar genom plattmellan- rummen (linjen 15 markerar för tydlighets skull endast ett plattmellanrum), fortsätter ut genom utloppskanalen 11a och anslutningen 9a, fortsätter till och genom anslutningen 8b, fortsätter in i inloppskanalen 10b i platt- värmeväxlaren 4b och fördelas i den första uppsättningen plattmellanrum i denna plattvärmeväxlare, passerar genom plattmellanrummen (linjen 15 markerar för tydlighets skull endast ett plattmellanrum), fortsätter ut genom utloppskanalen 11b och utträder genom anslutningen 9b, varefter vattnet eller ångan återvänder till värmekällan för förnyad uppvärmning.

Tappvatten (se heldragen linje 16 i figur 1) inträder i beredaren genom anslutningen 12 och utträder genom anslutningen 13. Tappvattnet kan fritt röra sig i de andra uppsättningarna plattmellanrum. Genom före- komsten av mellanväggen 14 kommer tappvattnet att företrädesvis röra sig uppåt i den högra delen av det inre utrymmet 3 och nedåt i den vänstra delen av samma utrymme. Över denna huvudriktning för tapp- vattnets strömning lagras de vattenrörelser som orsakas av uppvärm- ningen av tappvattnet i plattmellanrummen. Genom lämplig reglering (icke visad) hàlles en lämplig temperatur på det tappvatten som lämnar beredaren för användning som duschvatten e dyl. Även under perioder med liten eller ingen tappning av varmt vatten tillföres, åtminstone intermittent, hett vatten eller het ånga till de båda seriekopplade plattvärmleväxlarna 4a, 4b. Härigenom säkerställs att den i tanken 2 och det inre utrymmet 3 befintliga volymen tappvatten genom självcirkulation (se streokade linjer 17 i figur 1) ständigt hàlles vid en för duschning eller liknande angenäm temperaturnivå. Denna uppvärmda vattenvolym kommer praktiskt taget genast ur värmeväxlaren då man börjar tappa igen och volymen är så avpassad att värmeväxlaren når. driftprestanda i fortfarighet innan det i förväg lagrade vattnet tar slut. 10 15 20 25 30 5188190 Jämfört med känd teknik uppvisar konstruktionen den avgjorda fördelen att den i föregående stycke diskuterade i förväg uppvärmda vatten- volymen är rejält tilltagen. Om plåttjockleken i tanken hålls nere blir tillverkningskostnaden låg, något som är möjligt med utföringsformen enligt figurerna 2-8 eftersom styrkan i konstruktionen är tillräckligt god trots användning av tunn plåt. Eftersom varje värmeväxlingsplatta i platt- värmeväxlarna bara har två porthål kan en större del av plattornas yta användas för värmeväxling än annars. Förekommande korrugerings- mönster på plattorna kan också vara av enkelt slag.

Plattorna är oftast utförda av stàlplåt med tjocklek om O,20-O,35 mm, men även andra material kan komma ifråga såsom exempelvis titan. Värme- växlingsplattorna är oftast tunna och ändplattorna tjocka, men även andra utföringsformer kan förekomma. Exempelvis kan man tänka sig att änd- plattorna inte är tjocka utan att de i stället har ett utseende som helt eller delvis överensstämmer med förekommande värmeväxlingsplattor, dock med skillnaden att porthål endast förekommer där man önskar montera anslutningar. Man kan också tänka sig att använda ändplattor av olika utseende i olika ändar av förekommande plattpaket eller tom flera änd- plattor av lika eller olika utseende i var och en av ändarna av före- kommande plattpaket.

Förekommande plattpaket kan permanent sammanfogas på vilket lämpligt känt sätt som helst, exempelvis genom lödning, svetsning eller limning. Vid hoplödning av plattpaket kan kopparlod, nickellod eller vilket annat känt lod som helst användas. Vid användning av beredaren kan ett eller flera av fluiderna vara annat än vatten. Exempelvis kan man tänka sig värmeväxling mellan olja och vatten. Vidare kan ett eller flera av fluiderna röra sig i annan riktning genom beredaren än vad som beskrivits ovan. Sålunda kan strömningsriktningen reverseras för sagda första 518 9190 fluidum eller för sagda andra fluidum eller för sagda första och andra fluider samtidigt.

Uppfinningen är inte begränsad till de här visade utföringsformerna utan 5 kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (12)

10 15 20 25 30 518 190 lo Patentkrav

1. Beredare innefattande minst en tank (2) med minst ett inre utrymme (3) och minst en plattvärmeväxlare (4a, 4b) för minst två värmeväxlings- fluider, vilken plattvärmeväxlare (4a, 4b) är permanent sammanfogad och innefattar minst ett plattpaket med ett flertal värmeväxlingsplattor (5a, 5b) och minst två ändplattor (6a, 6b, 7a, 7b) varvid värmeväxlingsplattorna (5a, 5b) mellan sig bildar plattmellanrum och vid vilken var och en av värmeväxlingsplattorna (5a, 5b) är försedd med minst två porthàl ingående i minst en inloppskanal (1 Oa, 10b) respektive minst en utloppskanal (11a, 11b) genom plattpaketet för minst ett av fluiderna, varvid en första inloppskanal (10a, 10b) och en första utloppskanal (11a, 11b) är avsedda för ett första fluidum, ändplattorna (6a, 6b, 7a, 7b) tillsammans har minst två porthàl som kommunicerar med sagda minst ena inloppskanal (10a, 10b) respektive sagda minst ena utloppskanal (11a, 11b), sagda första inloppskanal (10a, 10b) och sagda första utloppskanal (11a, 11b) står i fluid kommunikation med en första uppsättning plattmellanrum, sagda minst ena plattvärmeväxlare (4a, 4b) är inrymd i sagda minst ena tank (2), varvid en andra uppsättning plattmellanrum står i fluid kommuni- kation med sagda minst ena inre utrymme (3) i sagda minst ena tank (2) och sagda minst ena tank (2) innehåller ett andra fluidum, 10 15 20 25 30 518 190 ll kännetecknad av att var och en av värmeväxlingsplattorna (5a, 5b) är försedd med en eller flera korrugeringar som i sin höjdled utsträcker sig inom ett område som begränsas av två på avstånd från varandra befintliga parallella första respektive andra plan och som båda är huvudsakligen parallella såväl med samtliga värmeväxlingsplattor (5a, 5b) som med plattvärme- växlarens ändplattor (6a, 6b, 7a, 7b), en mellanvägg (14) avdelar sagda minst ena inre utrymme (3) i två delutrymmen vilka står i fluid kommunikation med varandra, varvid sagda andra fluidum fritt kan utbytas mellan sagda delutrymmen i tankens (2) övre del och två anslutningar (12, 13) genom en första vägg på tanken (2) förekommer till respektive från sagda minst ena inre utrymme (3) i tanken (2) för sagda andra fluidum, varvid sagda anslutningar (12, 13) båda förekommer i tankens (2) nedre del men till respektive från var sitt av sagda delutrymmen varigenom sagda andra fluidum på sin väg genom beredaren huvudsakligen rör sig uppåt i en första del av sagda inre utrymme 3 och huvudsakligen rör sig nedåt i en andra del av sagda inre utrymme 3.

2. Beredare enligtkrav 1 vid vilken sagda första uppsättning plattmellanf rum utgörs av vartannat plattmellanrum i sagda minst ena plattvärme- växlare (4a, 4b).

3. Beredare enligt krav 2 vid vilken sagda andra uppsättning plattmellan- rum utgörs av återstående plattmellanrum i sagda minst ena plattvärme- växlare (4a, 4b). 10 15 20 25 30 518 190 lfL

4. Beredare enligt krav 3 vid vilken sagda andra uppsättning plattmellan- rum även innefattar minst ett av förekommande mellanrum mellan var och en av ändplattorna (6a, 6b, 7a, 7b) och respektive närmast belägna värmeväxlingsplatta (5a, 5b).

5. Beredare enligt något av föregående krav vid vilken en första anslutning (8a) genom en första vägg på sagda minst ena tank (2) förekommer till sagda första inloppskanal (10a) och en andra anslutning (9b) genom sagda första vägg pà sagda minst ena tank (2) förekommer från sagda första utloppskanal (11b) i sagda minst ena plattvärmeväxlare (4a, 4b) för sagda första fluidum.

6. Beredare enligt något av föregående krav vid vilken två plattvärme- växlare är inrymda i sagda minst ena tank (2), varvid en andra upp- sättning plattmellanrum i var och en av dem står i fluid kommunikation med sagda minst ena inre utrymme (3) i sagda minst ena tank (2).-

7. Beredare enligt krav 6 vid vilken sagda mellanvägg (14) avdelar sagda minst ena inre utrymme (3) i sagda två delutrymmen på sådant sätt att sagda plattvärmeväxlare (4a, 4b) befinner sig i var sitt delutrymme.

8. Beredare enligt krav 7 vid vilken sagda två delutrymmen är huvud- sakligen lika stora.

9. Beredare enligt något av kraven 6-8 vid vilken sagda första utlopps- kanal (11a) för en första av sagda plattvärmeväxlare (4a) är ansluten till sagda första inloppskanal (10b) för en andrauav sagda plattvärmeväxlare (4b) så att sagda första fluidum kan inträda i sagda första inloppskanal (10a) i sagda första plattvärmeväxlare (4a) via en första-anslutning (8a) genom en första vägg på sagda minst ena tank (2), passera genom 10 15 20 25 30 518 190 V5 sagda båda i serie anslutna plattvärmeväxlare (4a, 4b) och därefter utträda ur sagda första utloppskanal (11b) i sagda andra plattvärme- växlare (4b) via en andra anslutning (9b) genom sagda första vägg på sagda minst ena tank (2).

10. Beredare enligt något av föregående krav vid vilken sagda tank (2) är huvudsakligen rektangulär till formen.

11. Beredare enligt något av kraven 1-9 vid vilken sagda tank (2) utgörs av minst två, vid användning av beredaren huvudsakligen lodräta, ihåliga cylindrar (18) vilka upptill i beredaren står i fluid kommunikation med en, vid användning av beredaren huvudsakligen vågrät, ihålig cylinder (19) och nedtill i beredaren står i fluid kommunikation med ett, vid användning av beredaren huvudsakligen vågrätt sig utsträckande ihåligt utrymme (20) inrymmande sagda plattvärmeväxlare (4a, 4b).

12. Beredare enligt något av föregående krav vid vilken tankens (2) höjd är större än dess bredd eller djup.