NL8802695A

NL8802695A - Plate-type heat exchanger - has hollow distance-pieces between plates forming conduits for medium

Info

Publication number: NL8802695A
Application number: NL8802695A
Authority: NL
Original assignee: Rendamax Bv
Priority date: 1988-11-03
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1990-06-01

Abstract

The heat-exchanger comprises parallel plates in a packet, held apart by distance-pieces. The distance-pieces (2) consist of hollow components at right angles to the plates (20), and with passages through them, aligned so as to form continuous conduits for a medium. They can consist of tubular bosses pressed out of the plates and joined to each other.

Description

Titel: Warmtewisselaar samengesteld uit een aantal platen alsmede met die warmtewisselaar gecombineerde gasbranderTitle: Heat exchanger composed of a number of plates as well as gas burner combined with that heat exchanger

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar samengesteld uit een aantal platen, die door afstandselementen in een onderling in hoofdzaak evenwijdige stand op afstand van elkaar pakketgewijs bij elkaar worden gehouden, alsmede een met een dergelijke warmtewisselaar te combineren gasbrander.The invention relates to a heat exchanger composed of a number of plates, which are held packaged together by spacer elements in a mutually substantially parallel position, and a gas burner to be combined with such a heat exchanger.

Warmtewisselaars van het bovenbedoelde type worden bijvoorbeeld gebruikt bij regeneratieprocessen, waarbij de warmtewisselaar of secties daarvan achtereenvolgens worden doorstroomd door een warm, af te koelen fluïdum en een koel, op te warmen fluïdum.Heat exchangers of the above-mentioned type are used, for example, in regeneration processes, wherein the heat exchanger or sections thereof are successively flowed through a warm, coolable fluid and a cool, heatable fluid.

Met de uitvinding wordt in eerste instantie beoogd een dergelijke warmtewisselaar geschikt te maken voor toepassing in een ketelinstallatie, waarbij een fluïdum, bijvoorbeeld water, met behulp van warmte afkomstig van een brander moet worden verhit. Om daartoe de warmtewisselaar afwisselend te laten doorstromen door water en door rookgassen is een om praktische redenen af te wijzen oplossing.The object of the invention is primarily to make such a heat exchanger suitable for use in a boiler installation, in which a fluid, for instance water, must be heated with the aid of heat from a burner. To allow the heat exchanger to flow alternately through water and through flue gases is a solution that cannot be rejected for practical reasons.

Het gestelde doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt, doordat de afstandselementen bestaan uit in hoofdzaak dwars op de plaatoppervlakken gelegen, holle elementen met open doorgang, die seriegewijs in eikaars verlengde zijn gelegen en een aantal in hoofdzaak dwars op de plaatoppervlakken gelegen ononderbroken doorlopende fluïdumdoorgangen vormen. Door de aldus gecreëerde fluïdumdoorgangen kan continu water worden geleid, terwijl de rookgassen continu tussen de platen door en om de fluïdumdoorgangen heen kunnen worden geleid.The stated object is achieved according to the invention in that the spacing elements consist of hollow elements with open passage located substantially transversely of the plate surfaces, which are serially aligned in series and form a number of continuous continuous fluid passages lying substantially transversely of the plate surfaces. Water can be continuously passed through the fluid passages thus created, while the flue gases can be continuously passed between the plates and around the fluid passages.

Bedoelde fluïdumdoorgangen zijn daarbij op relatief eenvoudige wijze te verkrijgen, als overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de afstandselementen buisstompvormig uit de platen geperste delen zijn, die seriegewijs tot een aantal zich door de platen heen uitstrekkende leidingen zijn verbonden De verbinding tot ononderbroken doorlopende doorgangen is daarbij te realiseren door de vrije uiteinden van de buisstompvormige delen met de naastliggende plaat te verbinden. Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt er evenwel een voorkeur voor uitgesproken, dat elk buisstompvormig deel een lengte groter dan de beoogde afstand tussen twee platen heeft alsmede een zodanige configuratie, dat bij het pakketgewijs samendrukken van de platen in lijn gelegen buisstompvormig delen tot een ononderbroken doorlopende leiding in elkaar worden geperst, waarmee de gewenste fluïdumdoorgangen op relatief eenvoudige wijze zijn te realiseren.Said fluid passages are thereby obtainable in a relatively simple manner if, according to a further embodiment of the invention, the spacing elements are tubular-pressed parts from the plates, which are connected in series to a number of pipes extending through the plates. The connection is continuous continuous passages. can be realized by connecting the free ends of the tubular stub-shaped parts to the adjacent plate. In accordance with a further embodiment of the invention, however, it is preferred that each tubular stub-shaped part has a length greater than the intended distance between two plates and a configuration such that tubular stub-shaped parts aligned in a packaged manner form the plates. uninterrupted continuous pipes are pressed together, with which the desired fluid passages can be realized in a relatively simple manner.

De fluïdumdoorgangen kunnen alle in dezelfde richting worden doorstroomd. In vele gevallen, in het bijzonder als een meer gelijkmatige uitgangstemperatuur van het fluïdum wordt gevraagd, zal het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de voorkeur verdienen, dat aan de ene zijde van de warmtewisselaar de fluïdumdoorgangen alle uitmonden in een verzamelkamer en aan de andere zijde deels in een eerste verzamelruimte en deels in een tweede middels een scheidingswand van de eerste onafhankelijke verzamelruimte, waarbij de scheidingswand tussen beide verzamelruimten zich uitstrekt van de ene afsluitende zijwand naar de andere en de ene verzamelruimte is voorzien van een fluïdumtoevoer en de andere van een fluïdumafvoer. Bij het nemen van deze maatregelen zal een meer gelijkmatige opwarming met beter rendement, alsmede een gelijkmatigere temperatuur van het de warmtewisselaar verlatende fluïdum worden verkregen.The fluid passages can all flow in the same direction. In many instances, especially if a more uniform fluid exit temperature is requested, it will be preferred according to a further embodiment of the invention that on one side of the heat exchanger the fluid passages all open into a collection chamber and the other side partly in a first collection space and partly in a second by means of a partition wall of the first independent collection space, wherein the partition wall between both collection spaces extends from one closing side wall to the other and one collection space is provided with a fluid supply and the other with a fluid discharge. When these measures are taken, a more uniform heating with better efficiency, as well as a more uniform temperature of the fluid leaving the heat exchanger, will be obtained.

De uitvinding heeft tevens betrekking op het combineren van een dergelijke warmtewisselaar, die samengesteld is uit platen en voorzien is van ononderbroken doorlopende fluïdumdoorgangen, met een gasbrander.The invention also relates to combining such a heat exchanger, which is composed of plates and is provided with continuous continuous fluid passages, with a gas burner.

Daartoe wordt overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding voorgesteld, dat elke plaat is voorzien van een geheel door plaatmateriaal omgeven uitsparing, welke uitsparingen tezamen een zich door de warmtewisselaar uitstrekkende ruimte vormen, die aan zijn open uiteinden is afgesloten door telkens een eindplaat, die niet van een uitsparing is voorzien, doch wel van doorbrekingen ter plaatse van de fluïdumdoorgangen, waarbij verder de warmtewisselaar aan zijn buitenzijde in twee tegenover elkaar gelegen gebieden is voorzien van afsluitende zijwanden en tussen die zijwanden enerzijds is voorzien van een toevoer voor een gaslucht -mengsel en anderszijds van een afvoer voor rookgassen. Door deze maatregelen is op verrassende wijze een bijzonder compacte, samengestelde constructie van warmtewisselaar en brander verkregen, waarbij op inventieve wijze gebruik is gemaakt van de plaatconstructie van de warmtewisselaar om te komen tot een branderoppervlak.To this end, according to a further embodiment of the invention, it is proposed that each plate is provided with a recess surrounded entirely by sheet material, which recesses together form a space extending through the heat exchanger, which is closed at its open ends by an end plate, each of which does not is provided with a recess, but with openings at the location of the fluid passages, the heat exchanger furthermore being provided on its outer side in two opposite areas with sealing side walls and, on the one hand, provided with a supply for a gas-air mixture between these side walls and on the other side of a flue exhaust. These measures have surprisingly resulted in a particularly compact, composite construction of the heat exchanger and burner, wherein the plate construction of the heat exchanger has been inventively used to arrive at a burner surface.

Teneinde voor een optimale branderwerking de afstanden tussen de platen rondom de uitsparingen steeds zo nauwkeurig mogelijk op de gewenste waarde te houden, verdient het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de voorkeur, dat rondom de uitsparingen in de platen fluïdumdoorgangen zijn gesitueerd. Daar de, de fluïdumdoorgangen vormende delen tevens de afstandselementen tussen de platen vormen, is door deze maatregel de gewenste platenconfiguratie ook langs de randen van de uitsparingen optimaal gewaarborgd, terwijl de fluïdumdoorgangen onder het branderoppervlak dat oppervlak koelen en een optimale uitbranding waarborgen.In order to always keep the distances between the plates around the recesses as accurately as possible at the desired value for optimum burner operation, it is preferred, according to a further embodiment of the invention, that fluid passages are arranged around the recesses in the plates. Since the parts forming the fluid passages also form the spacing elements between the plates, the desired plate configuration is also optimally ensured along the edges of the recesses, while the fluid passages under the burner surface ensure that surface cools and burns out optimally.

Een optimale vorm van zowel de verbrandingskamer als van het branderoppervlak wordt verkregen, als alle uitsparingen eenzelfde, rechthoekige doorsnede hebben, waarbij verder de gelijkmatigheid van de watertemperatuur is te bevorderen, als de scheidingswand zich evenwijdig aan een zijde van de uitsparingen uitstrekt.An optimal shape of both the combustion chamber and of the burner surface is obtained if all the recesses have the same rectangular cross-section, the uniformity of the water temperature being further promoted if the dividing wall extends parallel to one side of the recesses.

Om de temperatuurbelasting van de warmtewisselaar nog verder te optimaliseren, verdient het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de voorkeur, dat ten minste alle rondom de uitsparingen in de platen gesitueerde fluïdumdoorgangen in dezelfde verzamelruimte uitmonden. Alsdan is een eerste groep doorgangen verkregen, die tussen de uitsparingen en de gas-lucht-mengsel-toevoer is gelegen en een tweede groep doorgangen, die tussen de uitsparingen en de tegengesteld doorstroomde doorgangen is gelegen. Daarbij verdient het dan verder de voorkeur, dat er restrictiemiddelen aanwezig zijn, die de fluïdumstroming door die groep doorgangen, die enerzijds begrensd wordt door de uitsparingen en anderzijds door de tegengesteld gevoede groep doorgangen, groter doet zijn dan de fluïdumstroming door de aan de andere zijde van de uitsparingen gelegen groep doorgangen. Aldus 3 wordt bewerkstelligd, dat ter plaatse van de hoogste rookgastemperaturen de warmtewisselaar door een grotere hoeveelheid water per tijdseenheid wordt doorstroomd, hetgeen de warmtewisselaar ook minder gevoelig maakt voor stoomvorming in de fluïdumdoorgangen. Dergelijke restrictiemiddelen zijn op velerlei wijzen te realiseren. Een eenvoudige doch effectieve en nauwkeurig bepaalbare oplossing is te verkrijgen, als de restrictiemiddelen bestaan uit een geperforeerde plaat opgesteld in de verzamelkamer in het verlengde van de uitsparingen en ter hoogte daarvan. Een dergelijke plaat is gemakkelijk te plaatsen zonder het moeten treffen van maatregelen aan of in de fluïdumdoorgangen zelf, terwijl de mate van restrictie bepaald wordt door het aantal perforaties alsmede de afmetingen en het patroon daarvan.According to a further embodiment of the invention, in order to optimize the temperature load of the heat exchanger even further, it is preferred that at least all fluid passages situated around the recesses in the plates open out in the same collecting space. A first group of passages is then obtained, which is located between the recesses and the gas-air-mixture supply and a second group of passages, which is located between the recesses and the opposite flow-through passages. It is then further preferred that restriction means are present which make the fluid flow through that group of passages, which is bounded on the one hand by the recesses and on the other hand by the oppositely fed group of passages, than the fluid flow through the other side of the recesses located group of passages. Thus, it is effected that at the highest flue gas temperatures, the heat exchanger is flowed through by a larger amount of water per unit time, which also makes the heat exchanger less sensitive to steam formation in the fluid passages. Such restriction means can be realized in many ways. A simple yet effective and accurately determinable solution is obtainable if the restriction means consist of a perforated plate arranged in the collection chamber in line with the recesses and at the height thereof. Such a plate is easy to install without having to take measures on or in the fluid passages themselves, while the degree of restriction is determined by the number of perforations as well as their dimensions and pattern.

Teneinde het toegevoerde gasmengsel snel en op de juiste plaats tot ontbranding te kunnen brengen, is er bij voorkeur verder in voorzien, dat een ontsteekmechanisme voor een toegèvoerd gas-lucht-mengsel reikt tot in de door de uitsparingen gevormde, zich door de warmtewisselaar uitstrekkende ruimte.In order to be able to ignite the supplied gas mixture quickly and in the right place, it is preferably further provided that an ignition mechanism for a supplied gas-air mixture extends into the space formed by the recesses, which extends through the heat exchanger .

Onder verwijzing naar een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld zal de warmtewisselaar met geïntegreerde brander volgens de uitvinding thans nader worden besproken en toegelicht. Daarbij toont: fig. 1 in dwarsdoorsnede en op schematische wijze een warmtewisselaar met geïntegreerde brander volgens de uitvinding; fig. 2 detail A in fig. 1 op vergrote schaal; en fig. 3 in perspectief de warmtewisselaar volgens fig 1, waarbij een aantal delen zijn weggelaten en weggesneden.The heat exchanger with integrated burner according to the invention will now be discussed and explained in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. 1 shows in cross-section and schematically a heat exchanger with integrated burner according to the invention; fig. 2 detail A in fig. 1 on an enlarged scale; and fig. 3 shows in perspective the heat exchanger according to fig. 1, in which a number of parts have been omitted and cut away.

De in fig. 1 weergegeven warmtewisselaar is voorzien van een pakket evenwijdig aan elkaar opgestelde platen 1, waar zich een aantal fluïdumdoorgangen 2 doorheen uitstrekken. In elke plaat 1 is verder een rechthoekige, geheel door plaatmateriaal omgeven uitsparing 3 aangebracht, welke uitsparingen zich op corresponderende plaatsen in de platen 1 bevinden en zodoende tezamen een verbrandingskamer 4 vormen. Aan zijn uiteinden wordt het pakket platen begrensd door eindplaten 5, respectievelijk 6, die wel van doorgangen doch niet van een uitsparing zijn voorzien en zodoende de verbrandingskamer 4 aan zijn uiteinden afsluiten.The heat exchanger shown in Fig. 1 is provided with a package of plates 1 arranged parallel to each other, through which a number of fluid passages 2 extend. In each plate 1, a rectangular recess 3, which is completely surrounded by plate material, is further arranged, which recesses are located at corresponding places in the plates 1 and thus together form a combustion chamber 4. At its ends, the package of plates is bounded by end plates 5 and 6, respectively, which are provided with passages but not with a recess and thus close the combustion chamber 4 at its ends.

Op de eindplaat 5 sluiten twee open bakvormige delen 7 en 8 aan, waarvan de open zijden door de eindplaat 5 worden afgesloten, waardoor twee omsloten ruimten 9 en 10 worden gevormd, die elk in verbinding staan met een groep fluïdumdoorgangen 2. In de ruimte 9, omgeven door de bak 7 en de eindplaat 5, mondt een fluïdumtoevoerleiding 11 uit; in de ruimte 10, omgeven door de bak 8 en de eindplaat 5, een fluïdumafvoerleiding 12. Op de eindplaat 6 sluit een open bakvormig deel 13 aan, waarvan de open zijde door de eindplaat 6 wordt afgesloten, waardoor een omsloten kamer 14 wordt gevormd, waarin al de fluïdumdoorgangen 2 uitmonden. De kamer 14 zorgt zodoende voor het doorleiden van fluïdum afkomstig uit de doorgangen, die in verbinding staan met de ruimte 9 en de toevoer 11, naar de doorgangen leidend naar de ruimte 10 en de afvoer 12. In de kamer 14 is ter hoogte van de verbrandingskamer 4 een geperforeerde plaat 15 opgesteld, die de mate waarin de fluïdumdoorgangen boven en onder de verbrandingskamer 4 ten opzichte van elkaar met fluïdum worden doorstroomd, beïnvloedt.Two open tray-shaped parts 7 and 8 adjoin the end plate 5, the open sides of which are closed by the end plate 5, forming two enclosed spaces 9 and 10, each of which communicates with a group of fluid passages 2. In the space 9 surrounded by the tray 7 and the end plate 5, a fluid supply line 11 debouches; in the space 10, surrounded by the tray 8 and the end plate 5, a fluid discharge pipe 12. An open tray-shaped part 13 is connected to the end plate 6, the open side of which is closed by the end plate 6, whereby an enclosed chamber 14 is formed, in which all the fluid passages 2 open. The chamber 14 thus ensures the passage of fluid from the passages, which communicate with the space 9 and the supply 11, leading to the passages to the space 10 and the discharge 12. In the chamber 14, at the height of the combustion chamber 4, a perforated plate 15 disposed which affects the degree to which the fluid passages above and below the combustion chamber 4 are flowed with fluid relative to each other.

De wijze waarop de fluïdumdoorgangen 2 in de platen 1 zijn gevormd, zal thans onder verwijzing naar fig. 2, die detail A uit fig. 1 op vergrote schaal weergeeft, nader worden toegelicht. Elke plaat 1 is ter plaatse waar een fluïdumdoorgang moet worden gevormd, voorzien van een doorbreking door het uitponsen van een stuk plaatmateriaal en het om die opening gelegen plaatmateriaal uit te persen tot een buisstompvormige kraag la met afgeknot conische vorm. De lengte van elke kraag la is daarbij groter dan de gewenste afstand tussen twee platen 1 in gemonteerde toestand in de warmtewisselaar, die vervolgens is te vormen door het gewenste aantal aldus voorbereide platen op elkaar te leggen met de buisstompvormige kragen la nestend in elkaar en dit pakket samen te drukken tot de platen 1 zich op de gewenste onderlinge afstanden bevinden, waarbij dan de kragen zodanig zijn bemeten, dat deze een ononderbroken doorlopende en ten opzichte van de spleten tussen de platen afgedichte fluïdumdoorgang gaan vormen.The manner in which the fluid passages 2 are formed in the plates 1 will now be explained in more detail with reference to Fig. 2, which shows detail A of Fig. 1 on an enlarged scale. Each plate 1, at the location where a fluid passage is to be formed, is provided with a break through by punching out a piece of plate material and pressing the plate material around that opening into a tube-stub-shaped collar 1a with a frusto-conical shape. The length of each collar 1a is greater than the desired distance between two plates 1 in the mounted condition in the heat exchanger, which can then be formed by placing the desired number of plates thus prepared on top of each other with the tubular collars 1a nesting in each other and this package until the plates 1 are at the desired mutual distances, the collars then being dimensioned such that they form a continuous fluid passage which is sealed relative to the gaps between the plates.

Zoals reeds vermeld wordt het pakket platen 1 aan zijn uiteinden begrensd door eindplaten 5 en 6, die niet zijn voorzien van een uitsparing 3. Voor het overige kan de eindplaat 6 op dezelfde wijze als de platen 1 zijn voorzien van buisstompvormige kragen la. In de eindplaat 5 zijn daarentegen bij voorkeur slechts uitgeponste openingen aangebracht, zoals uitsparing 16 in fig. 2. Een en ander is daarbij liefst zodanig bemeten, dat de buisstompvormige kraag la van de naastgelegen plaat 1 tot in, maar niet voorbij die uitsparing 16 reikt. Alsdan heeft de ) warmtewisselaar ook aan die zijde een vlakke zijwand. Teneinde de fluïdumdoorgangen 2 niet in verbinding te. laten staan met de spleet tussen de eindplaat 5 en de naast gelegen plaat 1 is rond de kraag la van die plaat, welke kraag tot in de uitsparing 16 reikt een afdichting 17 tussen de eindplaat 5 en de naast gelegen plaat 1 aangebracht.As already mentioned, the package of plates 1 is bounded at its ends by end plates 5 and 6, which are not provided with a recess 3. Otherwise, the end plate 6 can be provided with tubular stub collars 1a in the same manner as the plates 1. In the end plate 5, on the other hand, preferably only punched-out openings are provided, such as recess 16 in Fig. 2. All this is preferably dimensioned such that the tube-stub-shaped collar 1a of the adjacent plate 1 extends into, but not beyond, that recess 16. . In that case, the heat exchanger also has a flat side wall on that side. In order not to communicate the fluid passages 2. left with the gap between the end plate 5 and the adjacent plate 1, around the collar 1a of that plate, which collar extends into the recess 16, a seal 17 is arranged between the end plate 5 and the adjacent plate 1.

De aldus verkregen warmtewisselaar met geïntegreerde brander is in fig. 3 in perspectief weergegeven. Daarbij zijn uit duidelijkheidsoverwegingen de beide eindplaten 5 en 6 en daarop geplaatste bakken 7, 8 en 13 weggelaten. Tussen telkens twee platen 1 zijn in twee tegenover elkaar gelegen zijwandgebieden afdichtende afstandelementen 20 aangebracht, welke een zodanige breedte hebben, dat deze telkens met de platen 1 zijwanden voor enerzijds de verbandingsruimte 4 en anderzijds de warmtewisselaar zelf vormen. In fig. 3 is verder nog een van een aantal bouten met moeren weergegeven, die het pakket op de juiste wijze samengeperst bij elkaar houden. Bedoelde bout en moer zijn aangeduid met verwijzingscijfer 18, respectievelijk 19, waarbij de bout zich uitstrekt door een zonder bout weergegeven openingenreeks 21 in de platen 1 en de afstandelementen 20.The heat exchanger with integrated burner thus obtained is shown in perspective in Fig. 3. For reasons of clarity, the two end plates 5 and 6 and trays 7, 8 and 13 placed thereon have been omitted. Sealing spacers 20 are provided between two plates 1 in two opposite side wall regions, which widths are such that they each form side walls with the plates 1 for the connection space 4 on the one hand and the heat exchanger itself on the other. Fig. 3 furthermore shows one of a number of bolts with nuts, which keep the package properly compressed together. The said bolt and nut are indicated with reference numerals 18 and 19, respectively, the bolt extending through an aperture series 21 shown in the plates 1 and the spacers 20, shown without a bolt.

Voor het bedrijven van de weergegeven warmtewisselaar met geïntegreerde brander wordt als volgt te werk gegaan.The operation of the displayed heat exchanger with integrated burner is as follows.

Een voorgemengd gas-lucht-mengsel wordt volgens pijl 22 in fig. 3 bijvoorbeeld middels de hulp van een ventilator aan de bovenzijde van de warmtewisselaar in de spleten tussen de platen 1 geblazen. Het uit de spleten in de verbrandingskamer 4 tredende gas-lucht-mengsel wordt door een ontsteekmechanisme 23 tot ontbranding gebracht. De spleetconfiguratie ter plaatse van het uittreden van het gas-lucht-mengsel uit het pakket platen vormt daarbij een oppervlaktebrander, waarbij de vlammen volgens pijl 24 zijn gericht. De rookgassen stromen volgens de richting van de pijl 24 aan de andere zijde van de verbrandingskamer 4 in de spleten tussen de platen 1 en verlaten deze weer volgens pijl 25.A premixed gas-air mixture is blown into the gaps between the plates 1, for example by means of a fan at the top of the heat exchanger, according to arrow 22 in Fig. 3. The gas-air mixture emerging from the slits in the combustion chamber 4 is ignited by an ignition mechanism 23. The slot configuration at the location of the gas-air mixture escaping from the package of plates thereby forms a surface burner, the flames of which are directed according to arrow 24. In the direction of the arrow 24 on the other side of the combustion chamber 4, the flue gases flow into the gaps between the plates 1 and leave them again according to arrow 25.

Het te verhitten fluïdum, bijvoorbeeld water, wordt in de richting van pijl 26 toegevoerd aan de doorgangen 2, dat wil zeggen middels de in fig. 1 getoonde ruimte 9. Tijdens het door de doorgangen 2 stromen van het fluïdum wordt dit verhit door warmteuitwisseling met de rond de doorgangen stromende hete rookgassen. In dit verband zij nog opgemerkt, dat de doorgangen in stromingsrichting van de rookgassen versprongen ten opzichte van elkaar zijn opgesteld, zodat ook de stralingswarmte van de vlammen in de verbrandingsruimte wordt opgevangen en zijn bijdrage levert aan het verhitten van het fluïdum.The fluid to be heated, for example water, is supplied in the direction of arrow 26 to the passages 2, i.e. through the space 9 shown in Fig. 1. During the flow of the fluid through the passages 2, this is heated by heat exchange with the hot flue gases flowing around the passages. In this connection, it should also be noted that the passageways in the direction of flow of the flue gases are arranged staggered with respect to each other, so that the radiant heat of the flames in the combustion space is also captured and contributes to the heating of the fluid.

Het aan de andere zijde van de warmtewisselaar uit de doorgangen tredende fluïdum komt terecht in de in fig. 1 getoonde kamer 14, die voor een omkering van de stromingsrichting overeenkomstig pijl 27 zorgt en het fluïdum door de rond de verbrandingskamer 4 gesitueerde doorgangen 2 stuurt. Als getoond in fig. 1 kan in de kamer 14 een geperforeerde plaat 15 aanwezig zijn, die door zijn stromingsrestrictie tot gevolg heeft dat de hoeveelheid terug geleid fluïdum aan de ene zijde van de plaat groter zal zijn dan de hoeveelheid terug geleid fluïdum aan de andere zijde. Door het opstellen van de geperforeerde plaat 15 ter hoogte van de verbrandingskamer zal dit in het onderhavige geval tot gevolg hebben, dat een groter debiet fluïdum, dat wil zeggen fluïdum met verhoogde stromingssnelheid, door de het meest intensief verhitte doorgangen wordt geleid. Dit heeft het voordeel, dat de warmtewisselaar minder gevoelig wordt voor stoomvorming. Het aan de andere zijde van de verbrandingskamer door de warmtewisselaar geleide fluïdum (met lager debiet) zorgt voor een dusdanig op de juiste temperatuur houden van de platen 1, dat de oppervlaktebrander gevormd door die platen optimaal met een juiste uitbranding blijft functioneren.The fluid emerging from the passages on the other side of the heat exchanger ends up in the chamber 14 shown in Fig. 1, which reverses the flow direction in accordance with arrow 27 and directs the fluid through the passages 2 situated around the combustion chamber 4. As shown in Fig. 1, a perforated plate 15 may be present in chamber 14, which due to its flow restriction will result in the amount of returned fluid on one side of the plate being greater than the amount of returned fluid on the other silk. By arranging the perforated plate 15 at the level of the combustion chamber, this will result in the present case that a larger flow rate of fluid, i.e. fluid with increased flow rate, is passed through the most intensively heated passages. This has the advantage that the heat exchanger becomes less sensitive to steam formation. The fluid (with a lower flow rate) guided through the heat exchanger on the other side of the combustion chamber ensures that the plates 1 are kept at the correct temperature in such a way that the surface burner formed by those plates continues to function optimally with correct combustion.

Het vervolgens in de richting van pijl 28 uit de doorgangen 2 tredende fluïdum komt terecht in de in fig. 1 getoonde ruimte 10 en wordt van daar uit afgevoerd middels de afvoer 12.The fluid subsequently emerging from the passages 2 in the direction of arrow 28 enters the space 10 shown in Fig. 1 and is discharged from there by means of the discharge 12.

Het spreekt vanzelf, dat er binnen het kader van de uitvinding nog vele wijzigingen en varianten op het boven besproken en in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld mogelijk zijn. Zo kan de warmtewisselaar met geïntegreerde brander ook omgekeerd worden opgesteld en gebruikt, dat wil zeggen de toevoer van het gas-lucht-mengsel heeft plaats vanaf de onderzijde, zoals dat overigens gebruikelijker is voor een brander. Een der voordelen van de in de tekening weergegeven opstelling is, dat bij het ontstaan van condens op de warmtewisselaar dit condens aan de onderzijde van de warmtewisselaar omlaag kan druppelen, dat wil zeggen zonder de werking van de brander nadelig te beïnvloeden. Dit is in het bijzonder van voordeel als de warmtewisselaar wordt gebruikt in een hoogrendementketel, waar de rookgassen tot onder de > condensatietemperatuur worden afgekoeld, of bij een ketel met relatief lage temperatuur van het toegevoerde, te verhitten fluïdum, zoals dat veelal bij een vloerverwarmingssysteem het geval is, in welk geval van een normaal vereiste begrenzing van de temperatuur van het retourwater kan worden afgezien.It goes without saying that many modifications and variants of the exemplary embodiment discussed above and shown in the drawing are possible within the scope of the invention. For example, the heat exchanger with integrated burner can also be arranged and used in reverse, that is to say the supply of the gas-air mixture takes place from the bottom, as is otherwise more usual for a burner. One of the advantages of the arrangement shown in the drawing is that when condensation forms on the heat exchanger, this condensation can drip downwards on the underside of the heat exchanger, i.e. without affecting the operation of the burner. This is particularly advantageous if the heat exchanger is used in a high-efficiency boiler, where the flue gases are cooled to below the> condensation temperature, or in a boiler with a relatively low temperature of the supplied, heated fluid, as is often the case with an underfloor heating system. in which case a normally required limitation of the temperature of the return water can be dispensed with.

Daarenboven heeft de uitvinding ook betrekking op een warmtewisselaar zonder geïntegreerde brander. Het zal duidelijk zijn, dat bij weglating van de uitsparingen 3 in de platen 1 geen verbrandingskamer 4, die overigens door een andere vorm van de uitsparingen ook elke andere gewenste vorm kan hebben, wordt verkregen. De warmtewisselaar is dan zoals gebruikelijk aansluitend op een aparte brander te plaatsen.In addition, the invention also relates to a heat exchanger without an integrated burner. It will be clear that if the recesses 3 in the plates 1 are omitted, no combustion chamber 4, which, incidentally, can also have any other desired shape due to a different shape of the recesses. As usual, the heat exchanger can then be placed directly on a separate burner.

In het uitvoeringsvoorbeeld wordt de brander in twee tegengestelde richtingen door het fluïdum doorstroomd. Dit kan uiteraard elk ander gewenst aantal richtingen zijn door het dienovereenkomstig aanpassen van de vorm en aantal bakken, die uiteraard ook weer slechts als mogelijke uitvoeringsvorm zijn weergegeven. Als stromingsrestrictie is in het uitvoeringsvoorbeeld een geperforeerde plaat 15 in de kamer 14 getoond. Een stromingsrestrictie kan ook op andere wijzen worden gerealiseerd, bijvoorbeeld door in de doorgangen of bij de inlaat daar van aangebrachte voorzieningen.In the exemplary embodiment, the burner flows through the fluid in two opposite directions. This can, of course, be any other desired number of directions by adjusting the shape and number of trays accordingly, which of course are also shown only as a possible embodiment. In the exemplary embodiment, a perforated plate 15 is shown in the chamber 14 as a flow restriction. A flow restriction can also be realized in other ways, for example by means arranged in the passages or at the inlet thereof.

Claims

Heat exchanger composed of a number of plates, which are held together by spacer elements in a substantially parallel position spaced apart from each other, characterized in that the spacer elements consist of hollow elements with open elements located substantially transversely of the plate surfaces passage which are serially aligned and form a number of continuous fluid passages located substantially transversely of the plate surfaces.

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the spacer elements are tubular-pressed parts from the plates, which are connected in series to a number of pipes extending through the plates.

Heat exchanger according to claim 2, characterized in that each tube-shaped part has a length greater than the intended distance between two plates and a configuration such that when the plates are compressed in line, the tube-shaped parts are formed into an uninterrupted continuous pipe in are squeezed together.

Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that on one side of the heat exchanger the fluid passages all open into a collection chamber and on the other side partly into a first collection space and partly into a second by means of a partition wall of the first independent collection space, where the partition between the two collection spaces extends from one closing side wall to the other and one collection space is provided with a fluid supply and the other with a fluid discharge.

Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that each plate is provided with a recess surrounded by sheet material, which recesses together form a space extending through the heat exchanger, which is closed at its open ends by an end plate in each case, which is not provided with a recess, but with openings at the location of the fluid passages, the heat exchanger furthermore being provided on its outer side in two opposite areas with sealing side walls and, on the one hand, provided with a gas air supply between said side walls - mixture and otherwise of a flue gas outlet. i

Heat exchanger according to claim 5, characterized in that fluid passages are arranged around the recesses in the plates.

Heat exchanger according to either of Claims 5 and 6, characterized in that all recesses have the same rectangular cross-section.

Heat exchanger according to claims 4 and 7, characterized in that the dividing wall extends parallel to one side of the recesses.

Heat exchanger according to claim 4 or 8, characterized in that at least all fluid passages situated around the recesses in the plates open out in the same collecting space.

10. Heat exchanger as claimed in claim 9, characterized in that restriction means are present which make the fluid flow through that group of passages, which is bounded on the one hand by the recesses and on the other hand by the oppositely fed group of passages, than the fluid flow through the group of passages located on the other side of the recesses.

Heat exchanger according to claim 10, characterized in that the restriction means consist of a perforated plate arranged in the collection chamber in line with the recesses and at the height thereof.

Heat exchanger according to any one of claims 5-11, characterized in that an ignition mechanism for a supplied gas-air mixture extends into the space formed by the recesses, which extends through the heat exchanger.