NL8102795A - Uit evenwijdige buizen bestaande warmteuitwisselaar. - Google Patents

Description

* - 1 - N.O. 30236

Uit evenwijdige buizen bestaande warmteuitwisselaar.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een uit evenwijdige buizen bestaande warmteuitwisselaar, waarbij een eerste medium wordt geleid in een aantal buisspiralen, die dicht bij elkaar zijn opgesteld en een tweede medium in een aantal tweede buisspiralen, die bij de eerste 5 sprialen zijn opgesteld. Een derde medium kan eventueel worden gevoerd door een aantal leidingen, die worden gevormd tussen de eerste en de tweede buisspiralen, welke een batterij vormen, die is opgesloten in een vat.

Het metallische contact tussen de buisspiralen, die verschillende 10 media voeren, wordt in de eerste plaats gebruikt voor warmteuitwisseling tussen de media, waardoor het metallische contact het warmtetransport door een eventueel uitwendig medium aanvult,

Een verbetering van deze bekende warmteuitwisselaars wordt ver-kregen door een speciale vorm van de dwarsdoorsnede van de spiraalvorm-15 ige buizen, zodat het contactoppervlak tussen twee aangrenzende buizen in de batterij wordt verbeterd. Een ander kenmerk, dat het effekt van dit metallisch contact verbetert, is de contactdruk tussen de buizen. Door de onderhavige uitvinding wordt een uit buizen bestaande warmteuitwisselaar van het voorgestelde type aangeboden, waarbij de dwarsdoorsnede van 20 de buis een niet-cirkelvormige gedaante heeft, waardoor de inwendige druk in de buizen zich kan wijzigen met de bedoeling een hoge contactdruk in het metallische contact tussen aangrenzende buizen in de batterij te bereiken. De door deze vorm van de buizen verkregen voordelen worden verwezenlijkt, doordat de buis behorende bij tenminste een van 25 de stromingsbanen een niet-cirkelvormige dwarsdoorsnede heeft.

Een uitvoeringsvoorbeeld van een uit buizen bestaande warmteuitwisselaar volgens de uitvinidng wordt hierna beschreven aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 toont een rechthoekige dwarsdoorsnde van een buis, 30 fig. 2 toont een dwarsdoorsnede door een batterij met twee buis- kringlopen met metallisch contact tussen de buizen, fig. 3 A en B tonen een dwarsdoorsnde van de buizen op grotere schaal, en fig. 4 is een verticale doorsnede door een warmteuitwisselaar met 35 drie kringlopen.

81 02 79 5 * ' * - 2 -

Zoals reeds vermeld heeft de dwarsdoorsnede van de buizen een niet-cirkelvormige gedaante en in fig. 1 is deze vorm rechthoekig. De met getrokken lijnen getoonde rechthoek is de dwarsdoorsnede in een onbelaste toestand, wanneer bet materiaal in de buismantel zich in rust bevindt.

5 Wanneer in de buis een inwendige druk wordt uitgeoefend, weergegeven door pijlen, dan ontstaat een buiging van de zijden, als gevolg van de elasti-citeit van het materiaal, welke buiging met stippellijnen is weergegeven. Deze wijze. van belasten kan vergeleken worden met een aan zijn einden ondersteunde balk, welke balk langs zijn lengte wordt belast. De belas-10 ting zal de balk doen doorbuigen, welke doorbuiging afhankelijk is van de elasticiteit van het materiaal. Andere niet-cirkelvormige gedaanten van de dwarsdoorsnede zullen zich op dezelfde wijze gedragen. Dit geldt ook voor buizen met een elliptische dwarsdoorsnede, zoals getoond in fig. 2 en 3, zelfs indien de meest voor de handliggende buiging zal op-15 treden in het platste deel van de elliptische dwarsdoorsnede (fig. 3).

Ook hier heeft de met getrokken lijnen getekende vorm betrekking op de onbelaste toestand en de met stippellijnen getekende vorm op de belaste toestand, wanneer een inwendige druk wordt uitgeoefend.

De warmteuitwisselingsbatterij volgens fig. 2 is voorzien van een 20 inlaatbuis 1 en een uitlaatbuis 2 om een eerste medium te transporteren en een inlaat 3 en een uitlaat 4 om een tweede medium te transporteren.

De batterij omvat tenminste in een laag gewonden buizen 5, 6, die het medium omsluiten en geleiden vanaf de inlaat naar de uitlaat res-pektievelijk. De buizen zijn gewonden op een spoellichaam 7 met twee eind-25 flenzen 8, 9. De einden van de buizen 5, 6 van de respectievelijke kring-lopen beginnen bij de leidingen 1 en 3 en wisselen elkaar af, zodat iedere tweede winding in hoogterichting behoort bij de ene kringloop en de andere windingen bij de andere kringloop. De buizen 5 en 6 zijn tegen elkaar aangedrukt en de flenzen 8, 9 drukken de windingen in de 30 axiale richting samen. Het metallische contact zorgt voor een warmtege-leiding vanaf de buis 5 naar de buis 6. Dit type van gezamenlijke winding van de buizen zal de expansie van de buismantels in de belaste toestand beperken en een verlenging van het contactoppervlak tussen de aangrenzende buizen in de windinge veroorzaken. Deze verlenging van het contactopper-35 vlak en de grote druk, die de buizen op elkaar uitoefenen, verbeteren de warmteoverdracht door het metallische contact tussen de buizen.

81 02 7 9 5 - 3 -

Volgens een andere uitvoeringsvorm is de batterij opgenomen in een vat 10 (fig.4·), dat een derde medium bijvoorbeeld water bevat. Het vat heeft een eindwand 11 aan de bodem en een andere eindwand 12 aan de bovenzijde en is gesloten om het water onder druk te houden, zodat de 5 cirbulatie wordt verkregen naar radiatoren en dergelijke. De batterij is opgesteld in het midden van het vat en voorzien van inlaat- en uitlaat-verdeelbuizen 13, 14, voor een eerste stromend medium en inlaat- en uit-laatverdeelbuizen 15, 16 voor een tweede medium. De batterij bestaat uit twee in verschillende lagen en windingen gewonden buizen 17, 18, 10 die elliptische dwarsdoorsneden hebben en de media transporteren van de inlaat- resp. naar de uitlaatverdeelbuizen. Het derde medium is af-komstig van een buis 19 en wordt verwarmd door de buis 17, die het eerste medium omhult, gedurende buitenwaarts passeren door de batterij in spiraalvormige leidingen 20 tussen de buizen naar de uitlaat via de 15 buis 21 via de vatmantel. De buizen 17, 18 worden in het vat tegen elkaar gedrukt, de eindwanden 11 en 12 drukken tegen de batterij in axiale richting. Dit zal een verlenging van het contactoppervlak tussen de buizen veroorzaken en de warmteoverdracht door metallisch '-contact tussen de buizen verbeteren, wanneer een inwendige druk wordt uitgeoefend, zoals 20 hierboven is beschreven.

De beschreven en getoonde uitvoeringsvormen van de uitvinding tonen aan hoe de uitvinding kan worden toegepast. De uitvoeringsvormen kunnen natuurlijk gewijzigd worden binnen het kader van de uitvinding.

De buis met dwarsdoorsnede als een ellips kan met de lange as van de 25 ellips hetzij loodrecht op de axiale richting van de winding (fig. 3A) of evenwijdig met deze richting (fig. 3B) worden gewonden.

81 02 7 9 5

Claims (5)

1. Uit buizen bestaande warmteuitwisselingsbatterij, omvattende spiraalvormig gewonden buizen, die tezamen tenminste primaire en secun-daire stromingsbanen vormen en die paarsgewijs met een buis van ieder van de stromingsbaan in dicht bij elkaar gelegen windingen in de batterij 5 zijn opgesteld, welke windingen tegen elkaar worden gedrukt door de druk van een paar onderling verbonden wanden van de batterij, met he t k e n m e r k , dat de buis behorende bij tenminste een van de stromingsbanen een niet-cirkelvormige dwarsdoorsnede heeft.

2. Batterij volgens conclusie 1, met het kenmerk, 10 dat de niet-cirkelvormige dwarsdoorsnede een ellips is.

3. Batterij volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de lange as van de elliptische dwarsdoorsnede loodrecht staat op de axiale richting van de winding van de buizen in de batterij (fig. 3A).

4. Batterij volgens conclusie 2, met het kenmerk, 15 dat de lange as van de elliptsiche dwarsdoorsnede evenwijdig is met de axiale richting van de winding van de buizen in de batterij (fig.3B).

5. Batterij volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een tertiaire stromingsbaan wordt gevormd door de spiraalvormige leidingen (20) met inbegrip van de ruimte tussen de buizen (17,18) in 20 de batterij en begrensd door de binnenzijde van een warmteuitwisselings-vat (10), dat de batterij omsluit. 81 02 7 9 5