NL9500614A - Heat exchanger. - Google Patents

Description

WarmtewisselaarHeat exchanger

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar, omvattende: een groep evenwijdige en op onderlinge afstand gelegen, door een eerste warmtewisselingsmedium doorstroombare metalen buizen, die via hun buitenvlakken in warmtewisselend contact kunnen worden gebracht met een tweede warmtewisselend medium; positioneringsmiddelen voor het in onderlinge positie houden van die buizen; en draagmiddelen voor het dragen van de groep buizen en de positioneringsmiddelen. Een dergelijke warmtewisselaar is bekend. De buizen kunnen uit een in een voldoende mate warmtegeleidend materiaal bestaan, bij voorbeeld koper, aluminium of roestvaststaal. Bij voorkeur wordt een materiaal gekozen, dat niet onderhevig is aan corrosie door langsstromende media.The invention relates to a heat exchanger, comprising: a group of parallel and spaced metal pipes flowable through a first heat exchange medium, which can be brought into heat-exchanging contact with a second heat-exchanging medium via their outer surfaces; positioning means for holding said tubes in mutual position; and support means for supporting the group of tubes and the positioning means. Such a heat exchanger is known. The pipes can consist of a sufficiently heat-conducting material, for example copper, aluminum or stainless steel. Preferably a material is chosen which is not subject to corrosion by flowing media.

Een warmtewisselaar wordt gewoonlijk vast in een opstelling bevestigd via eindplaten, waar de buizen mee verbonden zijn. Door de thermische uitzetting en inkrimping van de buizen treedt dan het ongewenste verschijnsel op, dat de beide eindplaten, die klemmend met de buizen samenwerken, in positie blijven, terwijl de buizen een lengteverandering ondergaan. Als gevolg hiervan kan niet worden voorkomen, dat buizen en de doorgaande gaten door de betreffende eindplaten aan onderling grote schuivende krachten onderworpen zijn, waardoor de structuur op krachten wordt belast, waar hij niet voor ontworpen is, terwijl bovendien vroegtijdige slijtage en veroudering optreedt.A heat exchanger is usually fixed in an arrangement via end plates, to which the tubes are connected. Due to the thermal expansion and contraction of the tubes, the undesirable phenomenon then occurs that the two end plates, which clamp together with the tubes, remain in position, while the tubes undergo a length change. As a result, it cannot be prevented that pipes and the through-holes through the respective end plates are subjected to great sliding forces, whereby the structure is subjected to forces which it is not designed for, while, moreover, premature wear and aging occur.

Het is een doel van de uitvinding, een warmtewisselaar zodanig uit te voeren, dat het beschreven ongewenste verschijnsel is geëlimineerd.It is an object of the invention to design a heat exchanger such that the described undesired phenomenon is eliminated.

Daartoe vertoont de warmtewisselaar volgens de uitvinding het kenmerk dat de draagmiddelen omvatten: ten minste één eerste plaat met gaten voor het met ruimte doorlaten van de buizen; een met die eerste plaat samenwerkende tweede plaat, die met de groep buizen vast gekoppeld is; ten minste één zich in de langsrichting van de buizen uitstrekkende, met één van de platen verbonden pen, die schuifbaar is in een in de andere plaat aangebracht gat, zodanig dat, bij ten gevolge van temperatuurveranderingen optredende lengteveranderingen van de buizen, de axiale relatieve positie van de twee platen kan variëren.To this end, the heat exchanger according to the invention has the feature that the supporting means comprise: at least one first plate with holes for allowing the tubes to pass through; a second plate co-operating with said first plate, which is fixedly coupled to the group of tubes; at least one pin extending in the longitudinal direction of the tubes, connected to one of the plates, which is slidable in a hole arranged in the other plate, such that, in the event of changes in length of the tubes as a result of temperature changes, the axial relative position of the two plates may vary.

In een voorkeursuitvoering vertoont de warmtewisselaar de bijzonderheid dat de tweede plaat deel uitmaakt van de positioneringsmiddelen. In deze uitvoering kunnen bijvoorbeeld alle buizen klemmend met de betreffende tweede plaat samenwerken. Ter handhaving van een correcte onderling evenwijdige relatie van de platen wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van twee dergelijke tweede platen, één aan elke zijde.In a preferred embodiment, the heat exchanger has the special feature that the second plate forms part of the positioning means. In this embodiment, for example, all tubes can clamp together with the respective second plate. In order to maintain a correct mutually parallel relationship of the plates, preferably two such second plates are used, one on each side.

In dit verband wordt er ook op gewezen, dat ter wille van goede mechanische bepaaldheid het aantal pennen en gaten ten minste drie bedraagt, waarbij deze pennen en gaten niet op één lijn zijn gelegen.In this connection it is also pointed out that for the sake of good mechanical determination the number of pins and holes is at least three, these pins and holes being not aligned.

Een specifieke uitvoering vertoont de bijzonderheid dat de positioneringsmiddelen metalen lamellen omvatten, die warmtewisselend en vast met de buizen verbonden zijn en zich dwars op die buizen uitstrekken.A specific embodiment has the special feature that the positioning means comprise metal slats, which are heat-exchanged and fixedly connected to the tubes and extend transversely of said tubes.

De lamellen in kwestie dienen thermisch in uitstekend contact met de buizen te verkeren. De lamellen kunnen bijvoorbeeld van aluminium zijn vervaardigd, terwijl de buizen bestaan uit roestvast staal of koper. De buizen zijn bijvoorbeeld door water, freon of ander althans ten dele vloeibaar medium, terwijl de buizen en eventueel de lamellen omstroombaar zijn door hetzij een gas of een vloeibaar medium. Het gas kan bijvoorbeeld lucht zijn. In welk geval de warmtewisselaar deel kan uitmaken van een verwarmings- en/of koeleenheid, bijvoorbeeld samen met een ventilator.The slats in question must be thermally in excellent contact with the pipes. The slats can, for example, be made of aluminum, while the tubes consist of stainless steel or copper. The tubes are, for example, by water, freon or other at least partly liquid medium, while the tubes and optionally the fins are flowable by either a gas or a liquid medium. For example, the gas can be air. In which case the heat exchanger can form part of a heating and / or cooling unit, for example together with a fan.

Een voorkeursuitvoering vertoont de bijzonderheid dat de pen schuifbaar is in een zich door het gat heen uitstrekkende, met de betreffende plaat verbonden glijbus.A preferred embodiment has the special feature that the pin is slidable in a sliding bush extending through the hole and connected to the relevant plate.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekening. Hierin tonen: figuur 1 ten dele een bovenaanzicht ten dele een langsdoorsnede van een warmtewisselaar volgens de uitvinding; figuur 2 een plof-aanzicht van een warmtewisselaar volgens de uitvinding; en figuur 3 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van een detail van de warmtewisselaar in de zone, waarin de uitvinding is geïncorporeerd.The invention will now be elucidated with reference to the annexed drawing. Herein: figure 1 shows partly a top view partly a longitudinal section of a heat exchanger according to the invention; figure 2 shows an exploded view of a heat exchanger according to the invention; and Figure 3 is a partly broken away perspective view of a detail of the heat exchanger in the zone in which the invention is incorporated.

De in de figuren getoonde warmtewisselaar omvat een groep evenwijdige en op onderlinge afstand gelegen, door een eerste warmtewisselingsmedium doorstroombare koperen buizen 2, die via aluminium lamellen 3, die in warmtewisselend contact met de buizen 2 verkeren, warmtewisselend kunnen samenwerken met langsstromend medium, in het bijzonder lucht. De lamellen 3 zijn, zoals figuur 2 toont, identiek en zijn voorzien van geregistreerde perforaties, zodanig dat de daar doorheen stekende buizen 2 daarin strak passen en daarmee warmtewisselend zijn verbonden. Aan beide einden strekken zich metalen platen, respectievelijk 4, 5 uit, die eveneens van gaten 6 zijn voorzien. De zoals de figuren 2 en 3 duidelijk tonen vertonen deze gaten buisvormige vernauwingen 7, waar de buizen 2 strak in passen. De platen 4 en 5 vertonen verder doorgaande gaten, die gemakshalve alle met 8 zijn weergegeven, waar glijbussen 9 vast in zijn aangebracht.The heat exchanger shown in the figures comprises a group of parallel and mutually spaced copper pipes 2 which can flow through a first heat exchange medium and which can heat-exchange with aluminum flowing through aluminum fins 3, which are in heat-exchanging contact with the pipes 2, in the very air. As shown in figure 2, the slats 3 are identical and are provided with registered perforations, such that the tubes 2 protruding therethrough fit tightly therewith and are heat exchanged connected thereto. Metal plates, 4, 5, respectively, extend at both ends and are also provided with holes 6. As clearly shown in Figures 2 and 3, these holes exhibit tubular constrictions 7, into which the tubes 2 fit tightly. Plates 4 and 5 further have through holes, all of which are conveniently indicated by 8, in which sliding sleeves 9 are fixed.

In deze glijbussen 9 zijn pennen 10 schuifbaar, die vast zijn gekoppeld met draagplaten 11, 12, die zijn ingericht voor bevestiging van de warmtewisselaar in een installatie, machine of andere opstelling.Pins 10 are slidable in these sliding bushes 9, which are fixedly coupled to supporting plates 11, 12, which are adapted for mounting the heat exchanger in an installation, machine or other arrangement.

In dit verband dient te worden begrepen, dat de draagplaten 11, 12 op in principe vaste onderlinge afstand worden opgesteld. Als gevolg van de thermische inkrimping en uitzetting van de warmtewisselaar 1, in het bijzonder in langsrichting, kunnen de axiale posities van de einden van de buizen in een gebied van de platen 11 en 12 variëren. Bij een dergelijke variatie kunnen de pennen 10 schuiven in de glijbussen 9, waardoor de draagplaten 11, 12 een vaste onderlinge positie kunnen handhaven, terwijl niettemin een stevige ophanging van de buizen 2 met de lamellen 3 en de platen 4 en 5 is gewaarborgd, onder handhaving van een vrijheid in de axiale afmetingen. De glijbussen 9 en de pennen 10 kunnen van elk geschikt materiaal zijn, bijvoorbeeld messing, brons of ander geschikt metaal, dan wel tegen glijden bestendige kunststoffen, bijvoorbeeld nylon.In this connection it is to be understood that the supporting plates 11, 12 are in principle arranged at a fixed mutual distance. Due to the thermal contraction and expansion of the heat exchanger 1, especially in the longitudinal direction, the axial positions of the ends of the tubes can vary in a region of the plates 11 and 12. With such a variation, the pins 10 can slide in the sliding bushes 9, whereby the carrier plates 11, 12 can maintain a fixed mutual position, while nevertheless a firm suspension of the tubes 2 with the blades 3 and the plates 4 and 5 is ensured, under maintain freedom in axial dimensions. The sliding sleeves 9 and the pins 10 can be of any suitable material, for example brass, bronze or other suitable metal, or slip-resistant plastics, for example nylon.

De glijbus kan glijdend samenwerken met de pen 10, dan wel daarmee vastverbonden zijn en glijdend samenwerken met het gat 8. Het voordeel van een glijdende samenwerking tussen een pen en een bus is, dat de glijkrachten over een groter oppervlak worden gedistribueerd, waardoor de lokale druk kleiner is.The sliding sleeve can be slidingly engaged with the pin 10 or be connected thereto and slidingly cooperating with the hole 8. The advantage of a sliding cooperation between a pin and a sleeve is that the sliding forces are distributed over a larger area, whereby the local pressure is less.

Claims (4)

1. Warmtewisselaar, omvattende: een groep evenwijdige en op onderlinge afstand gelegen, door een eerste warmtewisselingsmedium doorstroombare metalen buizen, die via hun buitenvlakken in warmtewisselend contact kunnen worden gebracht met een tweede warmtewisselend medium; positioneringsmiddelen voor het in onderlinge positie houden van die buizen; en draagmiddelen voor het dragen van de groep buizen en de positioneringsmiddelen; met het kenmerk, dat de draagmiddelen omvatten: ten minste één eerste plaat met gaten voor het met ruimte doorlaten van de buizen; een met die eerste plaat samenwerkende tweede plaat, die met de groep buizen vast gekoppeld is; ten minste één zich in de langsrichting van de buizen uitstrekkende, met één van de platen verbonden pen, die schuifbaar is in een in de andere plaat aangebracht gat, zodanig dat, bij ten gevolge van temperatuurveranderingen optredende lengteveranderingen van de buizen, de axiale relatieve positie van de twee platen kan variëren.A heat exchanger, comprising: a group of parallel and spaced metal pipes flowable through a first heat exchange medium, which are heat exchangeable in contact with a second heat exchange medium through their outer surfaces; positioning means for holding said tubes in mutual position; and support means for supporting the group of tubes and the positioning means; characterized in that the support means comprise: at least one first plate with holes for allowing the tubes to pass through; a second plate co-operating with said first plate, which is fixedly coupled to the group of tubes; at least one pin extending in the longitudinal direction of the tubes, connected to one of the plates, which is slidable in a hole arranged in the other plate, such that, in the event of changes in length of the tubes as a result of temperature changes, the axial relative position of the two plates may vary. 2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk. dat de tweede plaat deel uitmaakt van de positioneringsmiddelen.Heat exchanger according to claim 1, characterized in. that the second plate forms part of the positioning means. 3. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de positioneringsmiddelen metalen lamellen omvatten, die warmtewisselend en vast met de buizen verbonden zijn en zich dwars op die buizen uitstrekken.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the positioning means comprise metal fins, which are heat exchanged and fixedly connected to the tubes and extend transversely of said tubes. 4. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de pen schuifbaar is in een zich door het gat heen uitstrekkende, met de betreffende plaat verbonden glijbus.Heat exchanger according to Claim 1, characterized in that the pin is slidable in a sliding sleeve extending through the hole and connected to the relevant plate.