SE502462C2 - Värmeväxlare - Google Patents

Description

502 462 b) Dessa och andra syften med uppfinningen uppnås genom att denna erhållit de i de följande patentkraven angivna kännetecknen.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare i samband med på ritningarna visade utföringsformer. Figur 1 visar ett längdsnitt genom en värmeväxlare enligt uppfinningen. Figur 2 visar ett snitt genom värmeväxlaren i figur 1 taget efter linjen A-A. Figur 3 visar ett snitt efter linjen B-B i figur 1.

Figur 4 visar ett snitt efter linjen C-C i figur 2.

Figur 5 visar ett längdsnitt genom en alternativ utföringsform av behållare och värmeväxlarkroppar. Figur 6 visar schematiskt i perspektiv en värmeväxlarkropp av det slag som används i utföringsformerna enligt figurerna 1 till 5. Figur 7 visar en sidovy av en plåt som används i värmeväxlarkropparna. Figur 8 visar ett sätt att utföra en värmeväxlarkropp. Figur 9 visar en annan utföringsform av en värmeväxlarkropp. Figur 10 visar ett snitt genom en värmeväxlarkropp och visar ett ändrat utförande av denna. Figur 11 visar ett längdsnitt genom en ändrad utföringsfonn av värmeväxlare och värmeväxlarkroppar. Figur 12 visar ett längdsnitt genom ännu en utföringsform av värmeväxlarkropp. Figur 13 visar ett snitt taget efter linjen E-E i figur 12 genom växlarkroppen. Figur 14 visar ett snitt genom värmeväxlarkroppen taget efter linjen F-F i figur 12.

Figur 15 visar ett längdsnitt genom ännu en utföringsform av en värmeväxlare enligt uppfinningen.

Figur 16 visar ett snitt efter linjen G-G genom värmeväxlaren i figur 15. Figur 17 visar ett snitt efter linjen H-H i figur 15. Figur 18 visar en detalj av området betecknat med "A" i figur 16. Figur 19 visar ett snitt efter linjen I-I i figur 18. Figur 20 visar ett längdsnitt genom ytterligare en ändrad utföringsform av värmeväxlare enligt uppfinningen. Figur 21 visar ett snitt efter linjen K-K i figur 20. Figur 22 visar ett snitt efter linjen L-L i figur 20. 3 502 462 Den i utföringsformen enligt figurerna l och 2 visade värmeväxlaren innefattar en exempelvis cylindrisk behållare 10 vilken vid sina ändar är försedd med kupade gavelsektioner 12 och 14. Vid behållarens mantelyta är anordnat ett inlopp 16 för ett första fluidum som skall värmeväxlas, medan ett utlopp 18 för nämnda fluidum är anordnat vid gavelsektionen 12 vid behållarens nedre del. Vid behållarens 10 övre del är vid skarven mellan behållaren 10 och gavelsektionen 14 anordnad en över hela behållarens yta förlöpande mellanvägg 20 som avskiljer gavelsektionens 14 inre från behållarens 10 inre. I mellanväggen är fästa värmeväxlarkroppar 22, vilka skjuter ned i behållaren efter väsentligen hela behâllarens längd. Kropparna 22 som är företrädesvis plana har en bredd som sträcker sig väsentligen mellan behållarens 10 väggytor. För anpassning till den cylindriska behållaren är bredden olika på värmeväxlarkropparna 22. I det visade utföringsexemplet är antalet kroppar 22 tre stycken, men antalet kan naturligtvis variera i beroende av behållarens storlek och önskad värmeväxlingsyta.

Värmeväxlarkropparna 22 består i det visade utföringsexemplet av två ytterplåtar 24 som är anordnade på ömse sidor av och med mellanrum till en mellanplåt 26. För att åstadkomma mellanrummet eller distansen mellan ytterplåt 24 och mellanplåt 26 är ytterplåten försedd med intryckningar eller vårtor 28 som stöder mot mellanplåten 26 och företrädesvis är fäst till denna, som beskrivs närmare nedan. Ytterplåtarna 24 är försedda med ett tillslutande lock 30 vid ena änden vid vilken ände mellanplåten 26 slutar ett kort stycke före locket 30 för att bilda en förbindelse eller övergång mellan de två mellanrum eller kanaler som bildas mellan respektive ytterplåt 24 och mellanplåten 26. Vid den andra änden av värmeväxlarkroppen 22 är dessa förda genom en motsvarande öppning i mellanväggen 20 och fästade till 502 462 4 denna, så att de mellan ytterplåtarna 24 och mellanplåten 26 bildade kanalerna mynnar i gavelsektionen 14. I gavelsektionen 14 är anordnad en skiljevägg 32 som delar upp gavelsektionen i två från varandra skilda halvor, vilken skiljevägg passerar tvärs över värmeväxlarkropparna, som visas i figurerna 3 och 4. Genmn att överbrygga de i. värmeväxlarkropparna befintliga kanalerna med lock 34 på så sätt, att hälften av den ena kanalen täcks på en sida av skiljeväggen och hälften av den andra kanalen täcks med lock på den andra' sidan av skiljeväggen, som visas i figurerna 3 och 4 kan det andra värmeväxlarfluidet tillföras växlarkropparna på en sida av skiljeväggen där ett tillopp 36 är anslutet till gavelsektionen 14 och bortföras på den andra sidan av skiljeväggen 32 där ett utlopp 38 är anordnat i gavelsektionen, såsom anges med pilarna i figurerna.

I figur 5 visas en ändrad utföringsform av värmeväxlaren, i vilken inloppet l6a och utloppet l8a är anordnade på samma nivå i behållaren l0a, men vid diametralt motsatta sidor av behållaren. För att styra det första värmeväxlarfluidets strömning mellan inloppet l6a och utloppet l8a är anordnade styrplåtar 40 som skjuter upp från behållarens botten mellan värmeväxlarkropparna 22a. I övrigt är utförandet samma som vid utföringsformen enligt figurerna l till 4.

I figur 6 visas principen för fluidets strömning i värmeväxlarkropparna. Figur 7 visar en ytterplåt 24 med distansvårtor 28 i sidovy. Figur 8 visar hur ytterplåtarna 24 är svetsade till mellanplåten 26 vid de punkter där ytterplåtarnas vårtor 28 anligger mot mellanplåten 26.

I figur 9 visas ett ändrat utförande av värmeväxlarkroppen 22b vid vilken mellanplåten är ersatt av två plåtar 42 som är anordnade med mellanrum till varandra och vid värmeväxlarkroppens nedre ände är 5 502 462 förbundna, exempelvis svetsade, vid 44 ett kort stycke före kroppens ände. På detta vis kommer värmeväxlarkroppens två kanaler att bildas av resp. en ytterplåt 24b och en plåt 42. I mellanrummet som bildas mellan plåtarna 42 i värmeväxlarkroppens mitt kommer det fluidum som finns i behållaren (ej visad) att strömma i värmeväxlande kontakt med fluidet i värmeväxlarkroppen 22b via väggarna 42.

Den i figurerna visade och beskrivna värmeväxlaren fungerar på följande sätt: Det första fluidet som skall värmeväxlas tillförs via inloppet 16 till behållarens inre och strömmar över värmeväxlarkropparnas 22 utsidor till utloppet 18 där det lämnar behållaren. Det andra fluidet som skall värmeväxlas tillföre vid inloppet 36 till gavelsektionens 14 inre på en sida av skiljeväggen 32 ned i de på nämnda sida öppna mynningarna av värmeväxlarkropparnas kanaler och fördelas över värmeväxlarkropparnas 22 inre yta ned till deras nedre ände där fluidet vänder och strömmar uppåt genom den andra kanalen i kropparna 22 och ut i den halva av gavelsektionen 14 som ligger på den andra sidan av skiljeväggen 32 till utloppet 38. Genom att värmeväxlarkropparna är uppbyggda av två ytterplåtar 24 och en mellanliggande plåt 26 i den i figurerna l till 4 visade utföringsformen erhålles på ett enkelt sätt en uppdelning av kropparna 22 i kanaler som effektivt fördelar fluidet över värmeväxlarkropparnas 22 inre yta.

Då endast de yttre plåtarna 24 utsätts för trycket i behållarens 10 inre kan mellanplåten 26 utföras av ett tunt material och hela konstruktionen blir därmed enklare och billigare att utföra. 502 462 6 Vid det i figur 10 visade snittet genom en värmeväxlarkropp är i den halva av kroppen 22c i vilken fluidet inströmmar mellan växlarkroppens yttervägg 24c och mellanväggen 26c anordnad en styrplåt 46, som har till uppgift att styra in fluidet under 34c, så att fluidet fördelas jämnt över växlarkroppens 22c yta, som visas med pilarna i figuren.

Figur ll visar schematiskt en ändrad utföringsform av värmeväxlaren i vilken växlarkropparna 22d har vårtor eller intryckningar 28d som är punktsvetsade vid de ställen där de möts vid mellanväggen 26d.

Vid den i figur 12 visade värmeväxlaren har däremot växlarkropparnas 22e ytterväggar 24e längsgående åsar eller intryckningar 28e vilka där de anligger mot mellanväggen 26e är svetsade till den med längsgående svetsar 48, som visas i figur 12 och 14.

I figurerna 15-19 visas ytterligare en ändrad utföringsform av värmeväxlaren enligt uppfinningen vid vilken värmeväxlarkropparna 22f, vilka har samma uppbyggnad som värmekropparna 22 i utföringsformen enligt figur l, är utbytbart infästade till mellanväggen 20f. De delar som är gemensamma med utföringsformen enligt figurerna l-4 har erhållit samma hänvisande siffror med tillägget "f". Värmeväxlarkropparna 22f är vid sin övre, intil mellanväggen 20f belägna ände försedda med flänsar 50 (figur 19) vilka via en mellan fläsarna 50 och mellanväggen 20f belägen packning eller tätning 52 stöder mot mellanväggen 20f. För att trycka flänsarna 50 tätande mot packningen 52 och mellanväggen 20f är anordnade tvärbalkar 54, vilka anligger mot flänsarnas ovansida och vilka balkar 54 har ändplåtar 56 som är försedda med en genomgående bult 58, vilken passerar genom en kantfläns 62 i behållarens l0a vägg och dras ned mot kantflänsen 62 med hjälp av en mutter 60. För att åstadkomma önskad belastning på flänsarna 50 _, 502 462 på växlarkropparna 22f är balkarnas höjd sådan, att ett mellanrum förefinns mellan ändplåtarna 56 och kantflänsen 62 då flänsarna trycker tätande mot packningen 52. Ett lämpligt antal balkar 54, i det visade fallet sex stycken, är anordnade för att säkerställa tillräcklig belastning på växlarkropparna 22f för fasthållning och tätning av dessa mot mellanväggen 20f.

I figurerna 20-22 visas ytterligare en utföringsform där värmeväxlarkropparna 22g är insatta omväxlande från mellanväggen 20g och ytterligare en mellanvägg 64 vilken är anordnad vid motsatta gaveln l2g av behållaren l0g.

Arangemanget med tilledning och bortledning av fluidet till värmeväxlarkropparna 22g är samma som tidigare beskrivts i samband med figurerna l till 4, dvs. gavelutrymmet är delat av skiljeväggar 32g och 66 i en inloppssektion och en utloppssektion som ansluter till de mot gavelsektionen öppna delarna av värmeväxlarkropparna.

Dessa kan vara permanent infästa till mellanväggarna 20g och 64, som visas i figur l och 2, eller löstagbart infästade, som visas i figurerna 15-19.

Det är klart att de visade och beskrivna utförings- formerna endast är exempel på uppfinningen och att denna kan varieras inom ramen för de följande patentkraven.

Sålunda kan arrangemanget med fasta eller utbytbara värmeväxlarkroppar användas i de olika utförandena även som värmeväxlarkroppar insatta från en eller båda ändar av behållaren.

Claims (10)

502 462 PATENTKRAv

1. Värmeväxlare för fluider såsom vätskor, ånga, gaser etc. innefattande en med in- och utlopp försedd sluten behållare (10) för det ena fluidet och i behållaren anordnade värmeväx- larkroppar (22) för det andra fluidet, vilka kroppar har för- bindelse med slutna inlopps- och utloppssektioner skilda från behållarens inre, varvid kropparna (22) innefattar ett element med två åtskilda långsträckta relativt behållarens inre slutna kanalsektioner, vilka vid en ände av behållaren står i för- bindelse med en vändkammare för överföring av det andra fluidet från den ena kanalsektionen till den andra kanalsektionen. kännetecknad av, att elementen (22), som är plattformade, vid behållarens (10) andra ände är anslutna till en gavelkonstruk- tion innefattande de slutna inlopps- och utloppssektionerna för det andra fluidet, varvid elementen är förenade med en botten (20) i gavelkonstruktionen på så sätt att elementets kanalsektioner mynnar i gavelkonstruktionen och en skilje- vägg (32) i denna avgränsar nämnda inlopps- och utloppssek- tioner och skär tvärs över elementens ändar, och varvid ele- mentens kanalsektioner är omväxlande öppna och tillslutna (30) på ömse sidor om skiljeväggen för att ansluta till inlopps- resp. utloppssektionen.

2. Värmeväxlare enligt patentkrav 1, kännetecknad av,att elementet (22) innefattar två med mellanrum anordnade ytterväggar (2&) och en mellanliggande vägg (26), vilken senare slutar ett kort stycke före den andra änden så att mellan ytterväggarna (24) bildas en vändkammare för fluidets övergång mellan kanalsektionerna i elementet.

3. Värmeväxlare enligt patenkrav 1, kännetecknad av, att elementet innefattar fyra med mellanrum anordnade väggar (2üb, 42) av vilka de två yttersta (24b) vid den andra änden - är förbundna med en mellanrummen överbryggande vägg och de två inre slutar ett kort stycke före de två yttersta och är förbundna medelst en mellanrummet mellan dessa överbryggande andra vägg till bildande av en vändkammare som förbinder kanalsektionerna med varandra. 1 502 462

4. 0. Värmeväxlare enligt patentkrav 2 eller 3, kännetecknad av att mellanrummen åstadkommes av vårtliknande distansorgan (28) i väggarna (20), exempelvis intryckningar i dessa.

5. Värmeväxlare enligt något av patentkraven 2 eller 3, kän- netecknad av att mellanrummen åstadkommes av längsgående åsar eller intryckningar (28e) i väggarna (2fie)-

6. Värmeväxlare enligt något av patentkraven 1 - 5, känne- tecknad av att värmeväxlarkropparna (22) är anordnade med mellanrum sida vid sida och inskjutande i behållaren (10) från dess ena ände, vid vilket behållarens (10) inlopp (16) För det första Fluidet är anordnat, varvid utloppet (18) för nämnda första fluidum är beläget vid behållarens (10) andra ände.

7. Värmeväxlare enligt något av patentkraven 1 - 5, känne- tecknad av att värmeväxlarkropparna (22a) är anordnade med mellanrum sida vid sida och inskjutande i behållaren (102) från dess ena ände, varvid behållarens inlopp (16a) och ut- lopp (18a) för det första Fluidet är anordnade vid två mot- satta sidor av behållaren vid nämnda ände och vid behållarens andra ände är anordnade styrplåtar (40) som skjuter in mellan värmeväxlarkropparna och slutar ett kort stycke före nämnda ena ände av behållaren (10a).

8. Värmeväxlare enligt patentkravet 5, kännetecknad av att en styrplåt (üó) är så anordnad vid den öppna delen av ele- mentens (22c) kanaler att det andra fluidet styrs in under den tillslutna delen av samma kanaler.

9. Värmeväxlare enligt något av patentkraven 5 till 8, kännetecknad av att värmeväxlarkropparna (22f) är utbyt- bart infästade till gavelkonstruktionens botten (20f) och trycks tätande mot denna medelst en balkkonstruktion (54).

10. Värmeväxlare enligt något av patentkraven 1 till 9, kännetecknad av att värmeväxlarkropparna (22g) är insatta omväxlande från två olika håll i behållaren (10g).