Den foreliggende oppfinnelsen angår en varmeveksler slik det framgår av den innledende del av patentkrav 1 og en lamell for bruk i en slik varmeveksler ifølge den innledende del av patentkrav 7.

Det finnes mange varmevekslere som benytter lameller, eksempelvis kj_ølelameller, idet ett fluid skal strømme mellom kj_ølelamellene, og et andre skal strømme gjennom r_ørene som er forbundet til kj_ølelamellene. Et klassisk eksempel på en slik varmeveksler er en radiator i en bil, eller kjøleribbene på baksiden av et kjøleskap hvor fluidet som strømmer mellom lamellene er luft. Et kjent problem med disse er at det oppstår et betydelig trykktap over varmeveksleren, og dette reduserer varmevekslerens effekt. For å overkomme trykktapet benyttes enten naturlig konveksjon eller vifter/pumper. Det er også kjent at oppbygging av is ved innløpet av varmeveksleren kan forekomme under bestemte driftsvilkår.

Det er gjort flere forsøk på å l_øse dette problemet, se eksempelvis US 2002/0023744 og US 1524520 hvor rekker av kj_ølelameller er anordnet i str_ømningsretningen, og hvor avstanden mellom lamellene i rekken nærmest innløp er større enn avstanden mellom kj_ølelamellene i rekken nærmest utløp. NO 329410 viser en annen l_øsning, hvor det er brukt alternerende lange og korte lameller, idet bare de lange lamellene strekker seg opp til innløpet.

I henhold til kjent teknikk kan avstanden mellom lameller i en rekke i en varmeveksler være definert ved høyden av en krage som omgir de gjennomgående hullene som opptar r_ørene. For å oppnå ulik avstand må derfor hullene være utformet med ulik h_øyde på kragen, og et av problemene med de kjente l_øsningene er derfor at hver rekke krever sine spesielle lameller. Det er derfor både tids- og arbeidskrevende å produsere og montere varmevekslerne i henhold til kjent teknikk.

Et annet problem med alle kjente kj_øleelementer er at avstanden mellom kj_ølelamellene, og det totale overflatearealet av dem endres trinnvis, dvs mellom rekkene av kjølelameller. Selv om dette er mer gunstig enn ingen endring, er det ikke optimalt, og fører til lokale trykktap.

JPH 0545023A beskriver en varmeveksler for bruk i en inndamper for blant annet kj_øleanordninger. Formålet med denne varmeveksleren er å oppnå en jevn isdannelse på overflatene av lamellene. I en utf_ørelsesform illustrert i figur 7 er røret for kjølemediet forsynt med lameller med alternerende lengde. I en annen utf_ørelsesform illustrert i figur 6 er røret for kjølemediet forsynt med lameller arrangert med gradvis avtakende innbyrdes avstand i retning med str_ømningsretningen for mediet som str_ømmer på utsiden av lamellene. Et slikt arrangement tillater oppbygging av is på lamellene ved innl_øpssiden der avstanden mellom lamellene er stor, mens isingsproblemet avtar gradvis langs strømningsretningen av mediet som str_ømmer på utsiden som igjen tillater gradvis mindre innbyrdes motstand mellom lamellene. En slik konstruksjon opptar imidlertid et stort byggevolum. Den er heller ikke egnet til kjøling av romluft ved naturlig konveksjon hovedsakelig drevet av gravitasjon. I figur 5 er det vist to motstående lameller der hver lamell er forsynt med et uttak i hver ende. Uttakene utgjør imidlertid bare et lite utsnitt i endene av lamellene.

Andre eksempler fra den kjente teknikk kan finnes i JPH 051574878 A og i WO 2008/039074 Al.

Det er et formål med forliggende oppfinnelse å framskaffe en varmeveksler uten de ovenfor nevnte problemene, og som dessuten gir en trinnløs _økning i det totale arealet av lamellene i varmeveksleren, fra innløp til utløp. Videre er det et formål at den fysiske størrelsen på varmeveksleren skal være mindre enn konvensjonelle varmevekslere med samme effekt.

Formålet nås med en varmeveksler som angitt i den karakteriserende delen av patentkrav 1, og en lamell i samsvar med krav 7. Ytterligere fordelaktige trekk er gitt i de uselvstendige kravene.

Oppfinnelsen omfatter en varmeveksler i samsvar kjent teknikk, idet varmeveksleren omfatter et rør for opptak av et første fluid, idet røret går gjennom hull i et antall lameller, og hvor et andre fluid, som det første fluidet skal varmeveksles med, str_ømmer mellom lamellene fra innløp til utløp. Lamellene i varmeveksleren strekker seg fortrinnsvis over hele høyden og bredden av varmeveksleren og hullene for opptak av r_ørene er fortrinnsvis utformet med krage. Høyden av kragen definerer avstanden mellom tilst_øtende lameller, i samsvar med kjent teknikk. Lamellene i samsvar med foreliggende oppfinnelse er videre utformet med et antall utsparinger på siden som vender mot innløpet. Utsparingene i lamellene strekker seg i det minste forbi senter av rekken av kjølerør nærmest innløpet, men kan også strekke seg forbi rekken av kjølerør nærmest utløpet.

Oppfinnelsen vil i det følgende beskrives som et kjøleelement for luft, uten at dette skal betraktes som begrensende for oppfinnelsen slik den er definert i de vedlagte kravene.

Et kjøleelement i samsvar med foreliggende oppfinnelse omfatter et antall kj_ølelameller med gjennomgående hull, idet hullene er utformet for å oppta et antall kj_øler_ør og utstyrt med en krage, idet høyden av kragen definerer avstanden mellom tilst_øtende lamellvegger. Kj_øler_ørene kan føres gjennom ett eller flere hull i kjølelamellene, alt etter behov. Dette er i samsvar med kjent teknikk og vil være opplagt for en fagperson.

Et antall av kj_ølelamellene i kj_øleelementet i samsvar med foreliggende oppfinnelse er utformet med ett eller flere uttak eller utsparinger i enden som vender mot innløpet. Utsparingene strekker seg i det minste forbi senter av kj_øler_ørene som nærmest innløpet, men kan også strekke seg forbi kjølerørene nærmest utløpet. En øvre sidekant av lamellene danner overflaten mot innløpet, og lamellene skal arrangeres slik i kj_øleelementet slik at utsparingene danner en ujevn overflate mot innløpet.

Med "ujevn overflate" er det i denne sammenhengen ment at lamellene skal monteres slik at utsparingene på tilst_øtende lameller ikke samsvarer over et større område. For å oppnå dette kan det eksempelvis brukes lameller med ulike geometriske utsparinger, eller det kan settes inn et antall lameller uten utsparinger. I en foretrukket utf_ørelse av oppfinnelsen er hver lamell arrangert slik at utsparingen i en lamell ikke samsvarer med utsparingen i tilst_øtende lamell. I en særlig foretrukket utf_ørelse benyttes to eller flere lameller med ulike utsparinger etter hverandre, eventuelt kan det benyttes en lamell hvor utsparingene er usymmetrisk fordelt over bredden på lamellen, slik at annenhver lamell kan vendes. På disse måtene oppnås en ujevn overflate.

I en særlig foretrukket utf_ørelse av et kjøleelement i samsvar med foreliggende oppfinnelse, er hver kj_ølelamell forsynt med et antall gjennomgående hull for opptak av kj_øler_ør både i bredden og i høyden av lamellen, idet kjøleelementet omfatter flere høyder med kjølerør i gjennomstr_ømningsretningen. Videre er utsparingene ved innl_øpssiden dypere enn den første hullraden for opptak av kj_øler_ør. Ved montering til et kjøleelement, vil kj_øler_øret i et slikt tilfelle passere fritt forbi lamellen gjennom utsparingen. I en videre foretrukket utf_ørelse er utsparingene så dype at de strekker seg ned til hullraden nærmest utløpet, i noen utf_ørelser kan utsparingene også strekke seg forbi denne hullraden.

Med en slik utf_ørelse av utsparingene i lamellene, vil kj_øleelementet få ulikt tverrsnitt i ulike h_øyder, og det totale arealet av kj_ølelameller som er tilgjengelig for kjøling av luft vil øke trinnl_øst fra innløp til utløp. Avstanden mellom tilst_øtende lamell-sidevegger reduseres imidlertid i ett trinn, selv om avstanden mellom tilst_øtende lameller er uendret. Ettersom endringen skjer ved ulike h_øyder av kj_øleelementet, oppnås en trinnløs _økning i arealet av kj_ølelameller som er tilgjengelig for kjøling av luft.

Oppfinnelsen vil i det følgende beskrives med et eksempel hvor kj_øleelementet benyttes for å kjøle luft som faller fritt gjennom kjøleelementet, såkalt gravitasjonsstyrt luftgjennomgang. Oppfinnelsen vil imidlertid fungere like godt med påtrykt luftgjennomgang eksempelvis fra en vifte. Eksemplet er gitt for å illustrere oppfinnelsen og skal ikke under noen omstendighet benyttes for å begrense beskyttelsen av oppfinnelsen slik den er definert i de vedlagte kravene.

Oppfinnelsen vil i det følgende beskrives med referanse til en foretrukket utf_ørelse vist i vedlagte figurer, hvor

figur 1 viser et kjøleelement omfattende et antall lameller som opptar kj_øler_ør både i bredde- og høyderetningen,

Et kjøleelement i samsvar med foreliggende oppfinnelse er vist i figurene og omfatter et antall lameller 1 og et antall kj_øler_ør 2. Lamellene har en h_øyde H tilsvarende høyden av kj_øleelementet, og en bredde B tilsvarende bredden av kj_øleelementet. Lengden L av kj_øleelementet tilsvarer rekken av lameller, som bestemmes av tykkelsen av hver lamell, avstanden mellom lamellene, og antall lameller. I samsvar med kjent teknikk er avstanden mellom lamellene avhengig av høyden på en krage 4 som omgir hull 3 som opptar kj_øler_øret. Rekken av lameller ender i en endelamell på hver side, en endelamell kan være lik med de andre lamellene, eller den kan være utformet på annen måte, eventuelt forsterket. I de viste utf_ørelsene er endelamellen utformet likt med de andre lamellene. Luftstrømmen er indikert ved pil merket «AF».

I utf_ørelsen vist i figurene omfatter kj_øleelementet tre rekker av kj_øler_ør 2 i høyden, og seks i bredden. Som vist i figur 1, 2 og 3 kan det være det samme kj_øler_øret som går gjennom kjøleelementet hele tiden, men det kan også være ulike kjølerør i ulike høyder, eventuelt kan det være ulike kj_øler_ør i bredden. Kj_øler_øret eller r_ørene føres gjennom hull 3 i lamellene, og dersom kjøler_øret 2 skal gå gjennom kjøleelementet flere ganger, snus kjøler_øret når det har gått gjennom endelamellen, og føres gjennom hullene 3 i rekken av lameller på nytt. Dette er opplagt for en fagperson. Alle figurene viser kj_øleelementet og/eller lamellen med innløpet vendt oppover og utløpet vendt nedover. Dersom kj_øleelementet skal benyttes med påtrykt luftgjennomstr_ømning kan elementet vendes som mest hensiktsmessig.

Lamellene 1 som er brukt i kj_øleelementet vist i figur 1-3, har tre utsparinger 5 ved den enden som vender mot innløpet. Utsparingene 5 er vist som likebeinte trekanter, hvor spissen går ned forbi det andre laget med kj_øler_ør 2, men ikke ned til det røret nærmest utløpet.

I utførelsen vist i figur 1-6 er kjøleelementet vist med lameller som vist i figur 10, hvor utsparingene 5 er usymmetriske om midtaksen på lamellen. Annenhver lamell er snudd før montering, slik at utsparingene 5 ikke faller sammen med utsparingene på foregående lamell. På denne måten oppnås et kjøleelement hvor avstanden mellom to tilst_øtende lamellvegger er større ved innløp enn ved utløp, selv om krageh_øyden er uendret. Figur 4-6 viser ulike horisontale tverrsnitt gjennom kj_øleelementet vist i figur 1, henholdsvis tatt langs linje I-l, ll-ll og lll-lll i figur 2. Avstanden mellom tilst_øtende lamellvegger blir gradvis mindre fra innløp I-l til utløp lll-lll, mens lamellarealet som er tilgjengelig for kjøling blir gradvis større. Lamellene i alle de viste utf_ørelsene er utformet med hel sidekant, slik at kj_øleelementet får rette sidekanter. Dette gjør elementet lettere å håndtere men er ingen forutsetning for funksjonen. Dette ses på tverrsnittene vist i figur 4-6, idet avstanden mellom lamellene ved ytterkantene er uendret gjennom hele elementet. Figur 7-10 viser ulike utf_ørelser av en lamell for bruk i samsvar med foreliggende oppfinnelse, med utsparinger i enden som vender mot innløp. I figur 10 er lamellen brukt i kj_øleelementet vist i figur 1-6 vist i detalj. Felles for alle de viste lamellene er at de har gjennomgående hull 3 for opptak av et kj_øler_ør, samt tre utsparinger 5 som strekker seg fra enden som vender mot innløpet og ned mot utløpet. Utsparingene er ikke symmetriske om midtlinjen på lamellen, og er vist med en bredere øvre kant til venstre. Når lamellene skal monteres i et kjøleelement kan eksempelvis annenhver lamell vendes, slik at den brede øvre kanten blir på høyre og venstre side vekselsvis, og dermed slik at utsparingene ikke blir sammenfallende. Lamellene kan også monteres sammen med lameller uten utsparinger, eventuelt med lameller med andre utsparinger slik at en ujevn overflate på kjøleelementet oppnås.

I figur 10 er det vist detaljer av en foretrukket lamell, i detalj. Lamellen er utformet slik at den samme lamellen kan benyttes i hele kjøleelementet, idet annenhver lamell vendes. De to øverste rekkene av hull 3 for opptak av kj_øler_ør 2, er forsynt med en høy krage 4. Denne kragen 4 vil rage gjennom utsparingen 5 på tilst_øtende lamell, og st_øte mot baksiden av en lamell som er montert samme vei. Høyden på kragen 4 tilsvarer derfor to lamell-avstander og en lamell-tykkelse. Den nederste rekken av hull er forsynt med en lav krage. Denne kragen vil st_øte mot kragen på neste lamell som er vendt, og høyden på den lave kragen vil derfor tilsvare en halv lamell-avstand. Mellom de to neste lamellene vil det ikke være noen krage som definerer avstanden i den nederste rekken av kjøler_ør.

En utførelse av et kjøleelement kan omfatte 200-300 lameller, hvor avstanden mellom hver lamell er 5 mm. Ved innløpet til kj_øleelementet vil avstanden mellom tilst_øtende lamellvegger derfor være 10 mm, mens ved utløpet vil avstanden mellom tilstøtende lamellvegger være 5 mm. Høyden på den høye kragen vil være 10 mm, mens høyden på lave kragen vil være 2,5 mm. Avstanden mellom lamellene og størrelsen på kj_øleelementet vil avhenge av bruken av elementet, hvilket vil være opplagt for en fagperson.

Lamellene vist i figur 7 og 8 har utsparinger 5 som strekker seg forbi kj_øler_ørene nærmest innløpet og den midtre raden, men ikke ned til kj_øler_ørene nærmest utløpet. I lamellen vist i figur 9 går utsparingen bare delvis forbi det midterste laget med kj_øler_ør. Alle de viste lamellene har tre symmetriske utsparinger, men antall utsparinger, og formen og dybden på disse utsparingene kan variere, hvilket vil være opplagt for en fagperson.