NO146474B - Fremgangsmaate for fremstilling av en karbohydrat/-fenol-harpiks - Google Patents

Description

Varmeveksler, særlig oljeforvarmer.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en varmeveksler, særlig oljeforvarmer eller -kjøler, hovedsakelig bestående av to konsentriske ved en ringspalte adskilte rør, hvis lengde hovedsakelig faller sammen, idet et første fluidum (f. eks. damp eller varmtvann) med en første temperatur bringes til å bestyrke det indre rørs innside, og et annet fluidum (f. eks. olje) med en av-vikende temperatur bringes til å passere ringspalten fra rørkombinasjoneins ene ende til den annen under bestrykning av det indre rørs utside for å bevirke en varmeutveksling mellom de to fluider.

Da varmeovergangstallet er avhengig

av den hastighet, med hvilken det gjennom ringspalten strømmende fluidum treffer overflateforstørrelseselementer, idet høyere hastighet gir høyere varmeovergangstall,

er det ønskelig å ha en så høy strømnings-hastighet som mulig. I henhold til oppfinnelsen kan en økning av strømningshastig-heten oppnås ved et enkelt arrangement, som dessuten har den fordel at det uten vanskelighet kan tillempes på allerede eksisterende standardkonstruksjoner av varmevekslere, bl. a. olj ef orvarmere og

-kjølere. Varmeveksleren i henhold til oppfinnelsen karakteriseres ved at det indre rør på i og for seg kjent måte på sin utside bærer et stort antall av tilnærmelsesvis jevnt fordelte overflateforstørrelseselemen-

ter i form av mot røret fremspringende staver, og at den største del av ringspaltens bredde er opptatt av avbøyningsskinner i form av fra det indre rørs side anbringbare

og løsbare, i omkretsretningen avbrutte ringelementer, som under innbyrdes vinkel-forskyvning er anbragt etter hverandre i rørkombinasjonenes aksialretning og mellom stavene for å tilveiebringe en tvangsmessig forlengelse av det annet fluidums strømningsbane og dermed øket hastighet i varmeveksleren ■— for uforandret inn- og utstrømningshastighet av nevnte fluidum —samt motsvarende høyere staveffekt ved denne økede strømningshastighet i ringspalten.

En praktisk utførelsesform av oppfinnelsen er beskrevet i det følgende under henvisning til tegningene hvor: Pig. 1 viser delvis i lengdesnitt etter linjen I—I i fig. 2 en oljeforvarmer i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et horisontalriss av en seksjon av oljeforvarmeren etter linjen II—II

i fig. 1 med fjernet ytterrør.

Fig. 3 viser et tverrsnitt av forvarmeren

etter linjen III—III i fig. 2.

Fig. 4 viser i lengdesnitt et vertikalriss

av en seksjon av en annen utførelsesform av en oljeforvarmer i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 5 viser et tverrsnitt av den i fig. 4

viste forvarmer etter linjen V—V.

Fig. 2—5 er vist i større målestokk enn

fig. 1.

Den i fig. 1 viste oljeforvarmer er med hensyn til sine hovedtrekk av kjent type. Den består hovedsakelig av et innerrør 1

og et ytterrør 2 som konsentrisk omgir innerrøret. Via en i ininerrøret innragende

rørledning 3, hvis endestuss 4 kan tilsluttes en ikke vist mateledning eller kilde for et for oljens oppvarming bestemt høytempera-turmedium, som her antas å være damp, drives dette medium frem til den bortre lukkede ende av innerrøret 1 for der å om-ledes (se strømningspilene) til utsiden av ledningen 3. Mediet, dvs. dampen, bestryker da innerrørets 1 innside på sin vel mot ut-løpsledningen 5 ved innerrørets 1 fremre (venstre) ende. I denne sammenheng skal det bemerkes at rørledningen 3 naturligvis ikke behøver å rage inn i innerrøret 1 for omledning av dampstrømmen, men helt enkelt kan munne ut i den fremre ende av innerrøret 1.

Ytterrøret 2 er over en endeflens 6 løs-bart festet til et til innerrørets 1 utside fastsveiset ringelement 7 ved hjelp av en boltforfaindelse 8. Olje, som skal forvarmes, innmates til den mellom innerrørets 1 utside og ytterrørets 2 innside dannede rlng-spalte 9 over en til ytterrørets 2 fremre ende sluttet rørstuss 10. Etter gjennomløp av ringspalten 9 passerer den ved kontakt med den av dampen bestrøkne vegg av in-nerrøret 1 oppvarmede olje gjennom ut-løpsstusisen 11 (se strømningspilene). For økning av varmeutvekslingen mellom dampen og oljen bærer innerrøret 1 på sin utside overflateforstørrelseselementer i form av et stort antall radielt utragende pinner 12 av varmeledende materiale i olje-strømmens vei gjennom spalten 9. Så langt er konstruksjonen kjent.

Oppfinnelsen går nu ut på ved en stan-dardkonstruksjon av den ovenfor beskrevne eller lignende type å tilveiebringe en langt bedre utnyttelse av de i ringspalten 9 mellom innerrørets 1 utside og ytterrørets 2 innside utstikkende pinner 12, enn det tid-ligere har vært mulig. Det har vist seg at varmeutvekslingen mellom dampen og oljen i høy grad kan økes ved økning av oljens strømningshastighet mot pinnene 12, dvs. økning av oljens strømningshastighet1 i ringspalten 9. Dette skjer i henhold til oppfinnelsen ved en tvangsmessig forlengelse av oljens vei gjennom spalten 9 ved hjelp av i spalten på tvers stilte omled-nlngsskinner.

Fig. 1, 2 og 3 viser et eksempel på et slikt skinnearrangement.

En skinne 13 i form av et på høykant stående bånd er festet langs midtgenerat-risen på innerrørets 1 overside og strekker seg fra oljeinnløpsstussens 10 munning i røret bort mot rørets bakre ende. Skinnens 13 høyde er slik at den på det nærmeste helt skjærer gjennom spalten 9. Et antall ornledningssklnner i form av plane ringer 14 med en slissåpning 15 (se fig. 3), som be-grenses av radielle linjer 16 og 17, er an-taragt omkring innerrøret 1 i avstand fra hverandre etter rørets 1 lengde. Ringene har en slik radiell utstrekning at også de for den største del opptar ringspaltens 9 vidde. Ringene er vekselvis innbyrdes dreiet i motsatte retninger på en slik måte at hverannen rings ene slisskant 16 slutter seg til den ene side av skinnen 13, og hverannen rings annen slisskant 17 slutter seg til den annen side av skinnen. Herved vil fra innløpsstussen 10 innstrømmende olje bli tvunget til å følge den med piler i fig. 2 viste vei, dvs. strømme tilnærmelsesvis et helt omløp rundt innerrøret 1 i hver av to ringer avgrenset seksjon, f. eks. a i fig. 2, for deretter ved den motsvarende slissåpning 15 å strømme inn i den neste seksjon b. Der tvinger imidlertid skinnen 13 strømmen til å bli omkastet i sin retning, så at strømmen nu går omkring innerrøret i den motsatte retning, inntil etter nærmere et omløp oljen via den neste slissåpning strømmer inn i seksjonen c for der på ny å omkastes i sin retning osv., inntil samtåige seksjoner er blitt gjennomløpt og oljen strømmer ut gjennom ytterrørets utløps-stuss 11.

Således vil olj ens vei ved hj elp av denne «slingrebevegelse» forlenges flerfoldig og dermed strømningshastigheten i ringspalten 9 økes i motsvarende grad i sammenlig-ning med et arrangement uten omlednings-elementer i spalten. Den herved oppnådde mer effektive forvarming forbedres ytter-ligere ved den grundige omblanding som oljen underkastes ved de gjentatte brå om-kastninger av strømningsretningen etter rørkombinasjonens 1, 2 lengde.

Det er klart at strømningshastigheten og derved varmeovergangstallet blir større, jo tettere ringene er ambragt. For optimal utnyttelse av oppfinnelsens idé bør avstan-den mellom ringene — likesom disses antall

— være tilpasset arten av det fluidum som skal forvarmes eller kjøles; herunder bør der for en lavere viskositet anvendes mindre ringavstand enn for høyere viskosi-teter. Da viskositeten av den gj ennom spalten strømmende olje kontinuerlig formins-kes på grunn av den fortløpende oppvarming, kan det dessuten også være hensikts-messig å anbringe ringene med suksessivt avtagende mellomrom mot spaltens 9 utløp 11 for å utnytte det trykkfall som står til

rådighet. Et slikt arrangement er antydet i fig. 1.

For med en og samme varmeveksler å muliggjøre den ovennevnte tilpasning kre-ves det at ringene er forflyttbare i aksial retning. Dette oppnås i det viste tilfelle ved at hver ring er sammensatt av to sirkelbuesegmenter 18 og 19 (fig. 3), som ved den ene ende er forbundet ved hjelp av et enkelt element i form av en nagle eller tapp 20, som går gjennom respektive ender som helt overlapper hverandre. Herved kan ringene 14 etter at boltforbindelsen 8 er løst og innerrøret er trukket ut av ytterrøret 2 (eller ytterrøret trukket av fra innerrøret 1), lett anbringes på eller tas av fra inner-røret ved utsvingning av buesegmentene 18 og 19. Ringene fastholdes i sine aksielle stillinger ved å gripe inn mellom motsvarende kranser av pinnene 12. Ved anbringel-sen av en trykkfjæranordning, hensikts-messig en i henhold til fig. 2 bøyet blad-fjær 21, mellom Skinnen 13 og den motsvarende ene kant 16 resp. 17 av hver slissåpning 15 presses dennes annen kant mot skinnen 13, likesom de to sirkelbuesegmen-ters 18, 19 ytterperiferier presses mot ytter-rørets 2 innside for å tilveiebringe en god tetning på disse steder. Det spillrom som må finnes for at det innerrør 1 som bærer ringer overhodet skal kunne innføres i ytter-røret 2, vil således komme til å foranledige en viss lekkasje mellom segmentenes 18, 19 indre omkrets og innerrørets 1 utside, på hvilket sted lekkasjen dog er av mindre be-tydning.

En praktisk måte hvorpå de to sirkelbuesegmenter fremstilles er å avskjære en allerede utstanset hel ring etter en diameter og deretter avrunde fugeendenes indre hjørner (se fig. 3) for å muliggjøre utsving-ningen av segmentene 18 og 19 ved montering og demontering av ringen 14. En annen måte å fremstille buesegmentene på er å utstanse disse i en rekke etter hverandre.

Det skal spesielt bemerkes at den lette montering og demontering også i høyeste grad letter olj ef orvarmerens rengjøring samt utskifting av defekte ringer.

Fig. 4 og 5 viser på en annen måte ut-formede ringelementer, som riktignok ikke gir like stor økning av strømningshastig-heten for samme ringdeling som de ovenfor beskrevne ringer, men til gjengjeld har en enklere, stabilere og billigere konstruksjon og dessuten er lettere å montere og de-montere.

I motsetning til ringene 14 i henhold til den første utførelsesform består hver ring 22 i henhold til den sistnevnte utførelses-form av et eneste ringsegment med en slissåpning som er dannet ved ensidig avskjær-ing av et helt ringelement etter parallelle linjer 23, 24 som tangerer ringelementets innvendige omkrets. På ringsegmentets 22 indre omkrets er der anordnet et midtuttak

25. På innerrørets 1 utside er en rekke i

radiell retning fjærende elementer anbragt langs hver av to generatriser som står over-for hverandre. Fig. 4 viser hver rekke fjær-elementer utført som en sammenhengende

båndfj ær 26 resp. 27 med forankringspunk-ter ved 28. Rlngsegmentene 22 er beregnet på å bli direkte påtredd innerrøret, vekselvis med sllssåpningen 23, 24 vendende i motsatte retninger, og hvor båndfj ærene 26, resp. 27 griper om de respektive uttak 25.

Båndfj ærene er således avpasset at de ■— når innerrøret 1 med ringer 22 innføres i ytterrøret 2 — trykker vedkommende ringsegments 22 ytre omkrets til tettende anlegg

■mot ytterrørets 2 innside. Også i dette tilfelle havner således det uunngåelige spillrom på et mindre prekært sted, dvs. mellom ringsegmentets innside og innerrørets utside.

Ringenes 22 virkemåte er åpenbar: Fluidumet strømmer inn gjennom det første ringsegments slissåpning, som f. eks. vender nedover, deler seg og strømmer på begge sider opp om innerrøret 1 for via det neste segments slissåpning å strømme inn den neste seksjon og på ny oppdeles i to delstrømmer som denne gang strømmer nedover om innerrøret etc. inntil hele ringspalten 9 er gjennomstrømmet. Strømnin-gens forløp er antydet med piler i fig. 4. Det vil ses at også ved denne utførelsesform oppnås gjentatte brå omkastinger av strøm-ningsretningen for å tilveiebringe en om-røring av væskestrømmen og dermed mer effektiv varmeveksling. En spesiell fordel ved den sistnevnte utførelsesform er at overflateforstørrelsespinnene ikke behøver å utgå i rent radiell retning fra innerrørets 1 utside, men kan — slik som det ofte fore-kommer — ha sine ender bøyet i innerrørets omkretsretning (slik som antydet i fig. 5) uten å hindre innføringen av hverken ring-segmenter eller bladfjærer.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de to viste utførelsesformer, idet forskjellige modifikasjoner kan tenkes innenfor oppfinnelsens ramme. F. eks. kan hvert ringelement være utført i form av to adskilte pa-rallellplan liggende sirkelibuesegmenter som ved den ene ende er forbundet ved et tverr-stykke, idet ringelementene anbringes etter hverandre med en innbyrdes trinnvis for-skyvning i omkretsretnlngen. Herved dan-nes en med hensyn til sin virkning skrue-formig oljekanal i spalten 9. Det er i prin-sippet naturligvis heller ikke noe til hinder for, for å tilveiebringe den ønskede forlengelse av strømbanen, å anvende i et eneste stykke sammenhengende omled-ningselementer for dannelse av en rent skruespiralformet kanal, selv om et slikt arrangement i høy grad vanskeliggjør mon-tasje og effektiv rengjøring.

Det vil også forstås at arrangementet i

henhold tii oppfinnelsen naturligvis ikke

er begrenset til oljeforvarmere med damp

som varmemedium, men med fordel kan anvendes som varmeveksler mellom hvilke som

helst gassformige eller flytende medier også

vel for kjøling som for oppvarming av det

her i betraktning kommende nyttemedium.

Claims (5)

1. Varmeveksler, særlig oljeforvarmer

eller -kjøler, hovedsakelig bestående av to konsentriske ved en ringspalte adskilte rør, hvis lengde hovedsakelig faller sammen, idet et første fluidum (f. eks. damp eller varmtvann) med en første temperatur bringes til å bestryke det indre rørs innside, og et annet fluidum (f. eks. olje) med en av-vikende temperatur bringes til å passere ringspalten (9) fra rørkombinasjonens (1, 2) ene ende til den annen under bestrykning av det indre rørs utside for å bevirke en varmeutveksling mellom de to fluider,karakterisert ved at det indre rør (1) på i og for seg kjent måte på sin utside bærer et stort antall av tilnærmelsesvis jevnt fordelte overflateforstørrelseselemen-ter (12) i form av mot røret (2) fremspringende staver, og at den største del av ringspaltens (9) bredde er opptatt av omled-ningsskinner (14 i fig. 1—3; 22 i fig. 4, 5) i form av fra det indre rørs side anbringbare og løsbare, i omkretsretningen avbrutte ringelementer, som under innbyrdes vinkel-forskyvning er anbragt etter hverandre i rørkomtoinasjonenes (1, 2) aksialretning og mellom stavene (12 for å tilveiebringe en tvangsmessig forlengelse av det annet fluidums strømningsbane og dermed øket hastighet i varmeveksleren — for uforandret inn- og utstrømningshastighet av nevnte fluidum — samt motsvarende høyere staveffekt ved denne økede strømningshastig- het i ringspalten (9).

2. Varmeveksler som angitt i påstand 1, karakterisert ved at hvert ringelement (14) er forsynt med en slissåpning (15) med hovedsakelig radielle kanter (16, 17), idet innerrøret (1) på sin utside bærer en i rørkombinasjonens (1, 2) lengderetning forløpende skinne (13) som radielt av-skjærer ringspalten (9), og til hvis sider den ene resp. den annen slisskant (16 resp. 17) hos på hverandre følgende ringer i rek-ken er vekselvis tilsluttet, og at hvert ringelement (14) er sammensatt av to separate sirkelbuesegmenter (18,19), som ved sin ene ende er svingbart forbundet med hverandre (ved 20) og med sine andre ender danner slissåpningen (15).

3. Varmeveksler som angitt i påstand 2, karakterisert ved at der mellom hvert ringelements (14) fri slisskant (16 eller 17) og den motstående ene side av skinnen (13) er innlagt en fjæranordning (21) , fortrinnsvis av båndfj ærtypen, for å trykke såvel den annen slisskant (17 eller 16) mot den annen side av skinnen (13) som de to'sirkelbuesegmenters (18, 19) ytre omkrets mot ytterrørets (2) innside.

4. Varmeveksler som angitt i påstand 1, karakterisert ved at ringelementet består av et ringsegment (22) med en til innerrørets (1) ytterdiameter svarende slissvidde, idet ringsegmentene er anbragt på innerrøret med slissåpningen vekselvis vendt i motsatte retninger.

5. Varmeveksler som angitt i påstand 4, karakterisert ved at en fjæranordning (26, resp. 27) fortrinnsvis av båndfj ærtypen, strekker seg i rørkombinasjon-ens lengderetning på diametralt motsatte sider av innerrøret (1) for påvirkning på midtpartiet av vedkommende ringsegments (22) indre omkrets og trykker vedkommende segments ytre omkrets mot ytter-rørets (2) innside.