NO170602B - Apparat til understoettelse av en roerbunt i en beholder oganvendelse av dette - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et apparat til understøttelse av en rørbunt i en beholder. En annen side ved oppfinnelsen angår anvendelsen av et slikt apparat for utveksling av varme med et fluid i en omrørt beholder.

Varmeveksling er nødvendig for mange kjemiske omsetnings-reaksjoner, enten for å fjerne reaksjonsvarmen eller for å skaffe den varme som er nødvendig for å fremme den ønskelige kjemiske omsetning. Rørbunter, dvs. bunter av parallelle rør, en en effektiv måte til å blottlegge et stort overflateareal av varmevekslingsflate for reaksjonsfluidet. Et problem man støter på med rørbunter, er behovet for å skaffe tilstrekkelig understøttelse for de enkelte rør slik at rørene beholder sin strukturelle integritet til tross for sterk omrøring og vibrasjonskrefter samt termisk induserte spenninger. Slike krefter er spesielt belastende på de enkelte rør i en rørbunt hvor fluidet som føres over varmevekslingsflaten rettes stort sett vinkelrett på rørets lengde. Det er derfor et behov for å skaffe tilstrekkelig understøttelse av de enkelte rør i en rørbunt som er utsatt for høye nivåer av spenning under drift, f.eks. som i en omrørt beholder.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å skaffe en effektiv måte til å understøtte de enkelte rør i en bunt av parallelle rør. Dette oppnås ved et apparat som angitt i patentkravene. Apparatet er særlig egnet til anvendelse i en varmeveks-lingsprosess og er spesielt godt tilpasset bruk sammen med en omrørt beholder.

I henhold til oppfinnelsen er det skaffet et apparat som omfatter en rekke parallelle rør som danner en rørbunt med en longitudinell akse. Rørene er anordnet i en rekke parallelle rørrader, og regulære rette baner er avgrenset gjennom rørbunten på tvers av rørradenes retning. En første rekke baner er avgrenset gjennom rørbunten med en vinkel på +9l med hensyn til rørradenes retning og en annen rekke baner er avgrenset gjennom rørbunten med en vinkel på -Gl med hensyn til rørradenes retning. En tredje rekke baner er avgrenset gjennom rørbunten med en vinkel på +02 med hensyn til rørradenes retning, og en fjerde rekke baner er avgrenset gjennom rørbunten med en vinkel på -92 med hensyn til rørradenes retning. 01 ligger i området 10-60°. 02 ligger i området 40-80°. 02 er større enn 01. For en slik rørbunt er et under-støttelsesapparat dannet fra et første bånd eller ring og et annet bånd eller ring som hver omslutter en ytre rørgrense av rørbunten. En første rekke stenger er festet til det første bånd og rager gjennom den første rekke baner. Stengene har en tilstrekkelig stor diameter til å være i berøring med rørene som angir grensene for hver bane hvor stengene er anordnet. Den første rekke stenger omfatter tilstrekkelig mange stenger festet til det første bånd til at hvert rør i rørbunten er i berøring med minst én stang i den første rekke stenger. En annen rekke stenger er festet til det annet bånd og rager gjennom den annen rekke baner. Hver stang i den annen rekke stenger har tilstrekkelig stor diameter til å være i berøring med rørene som angir grensene for hver bane i hvilken stengene er anordnet. Den annen rekke stenger omfatter tilstrekkelig mange stenger til at hvert rør i rørbunten er i berøring med minst én stang av den annen rekke stenger. Ved dannelse av en rørbunt fra rør som er anordnet på avstand for dannelse av de angitte rekker baner, kan stenger anordnes gjennom den første rekke baner og den annen rekke baner for å meddele rørbunten forbedret evne til å stå imot fluidstrømning på tvers.

Apparatet kan anvendes til utveksling av varme med et omrørt fluid i en omrørt beholder. Fluidet strømmer fortrinnsvis gjennom en eller flere rørbunter som hver er dannet fra parallelle rader med parallelle rør innrettet langs korder som rager tvers over et generelt sylindrisk parti av den innvendige sidevegg i beholderen. Hver av rørbuntene er fortrinnsvis dannet fra 2-20 rader med rør og rørene i de tilgrensende rader er forskjøvet i forhold til hverandre slik at rørene er arrangert i et triangulært hullmønster (pitch). De enkelte rør i hver rad er forsynt med radiell støtte ved et par stang-av-bøyningsorganer eller -plater (rod baffles), som hver inneholder tilstrekkelig mange stenger til at hvert rør i rørbunten er understøttet på to sider ved hver stang-avbøyningsplate og sammen understøtter paret av stang-avbøyningsplater alle fire sider i hvert rør for å gi hvert rør i rørbunten radiell støtte. Det åpne nettverk av stengene skaffer rør-understøttelse uten utilbørlig begrensning av fluidstrømmen. På grunn av en stor mengde tverrstrømning gjennom rørbunten er trykkfallet som forårsakes ved at stenger er anordnet i hver tilgjengelig bane ikke så stort som dersom stort sett longitudinell strømning av fluid på mantelsiden hadde foreligget. De ytterligere stenger som er anordnet i hver avbøyningsplate, tillater at der skaffes radiell støtte med færre avbøynings-plater enn dersom hver plate inneholder et langt mindre antall stenger enn det som kan opptas av bunten på stedet for avbøyningsplaten. Fig. 1 er et oppriss i snitt av en rørbunt som omfatter visse trekk ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 og 3 er tverrsnitt av innretningen på fig. 1 når den betraktes langs de angitte linjer. Fig. 4 er et tverrsnitt av et parti av rørbunten når den betraktes langs de angitte linjer. Fig. 5 er en billedlig fremstilling av et parti av apparatet vist på fig. 1. Fig. 6 er en billedlig fremstilling vist delvis i tverrsnitt og med deler av innretningen fjernet, som viser visse trekk ved oppfinnelsen slik de vil anvendes i en spesielt foretrukket utførelsesform. Fig. 1 viser en rekke parallelle rør 10 som danner en rørbunt 20 med en longitudinell akse som er parallell med rørene 10. Under henvisning til fig. 2 og 3 er rørene 10 anordnet i en rekke parallelle rørrader 22. Regulære rette baner 24, 26, 28 og 30 er avgrenset gjenom rørbunten på tvers av retningen av rørraden 22. Rørene er anordnet slik at der er en første rekke baner 28 som er avgrenset gjennom rørbunten med en vinkel på ca. +01 med hensyn til retningen av rørradene 22 og. en annen rekke baner 30 som er avgrenset gjennom rørbunten med en vinkel på -01 med hensyn til retningen av rørradene 22. Der er også en tredje rekke baner 26 avgrenset ved rørene i rørbunten som har en vinkel på +02 med hensyn til rørradene 22 og en fjerde rekke baner 24 som er avgrenset gjennom rørbunten med en vinkel på -02 med hensyn til retningen av rørradene 22. 01 ligger i området 10-60°. 02 ligger i området 40-80°. 02 er også større enn 01. Rørene i bunten blir understøttet av stang-avbøyningsplater, hvilke stang-avbøyningsplater er dannet fra et bånd eller en ring og en rekke stenger som er festet til båndet. Slik det er vist på fig. 2, omslutter et bånd 32 en ytre rørgrense av rørbunten 20. En første rekke stenger 34 er festet til det første bånd 32 og rager gjennom den første rekke baner 28."^ Stengene i den første rekke stenger har tilstrekkelig stor diameter til å være i berøring med rørene 10 som angir grensene for hver bane i den første rekke baner 28 og hvert rør 10 i rørbunten 20 er i berøring med minst én stang 34 av den første rekke stenger. På fig. 3 er der vist et annet bånd 3 6 som er anordnet longitudinelt på avstand fra det første bånd 32 med hensyn til den longitudinelle akse av rørbunten 20 (se fig. 1) og omslutter de ytre rørgrenser av rørbunten. En annen rekke stenger 38 er festet til det annet bånd 36 og rager gjennom den annen rekke baner 30. Hver stang 38 av den annen rekke stenger har også tilstrekkelig stor diameter til å være i berøring med rørene som angir grensene for hver bane av den annen rekke baner 30. Hvert rør 10 i bunten 20 er i berøring med minst én stang av den annen rekke stenger.

Det foretrekkes ved utførelse av oppfinnelsen at rørbunten 20 er ytterligere kjennetegnet ved fraværet av stenger som rager langs den tredje rekke baner 24 og den fjerde rekke baner 26. Ved at der skaffes komplementære stenger som er anordnet med en vinkel på nesten 90° i forhold til hverandre, kan den strukturelle stivhet av rørbunten forbedres. Det foretrekkes således at vinkelen mellom den første rekke baner og den annen rekke baner hvor stengene er anordnet ligger i området fra ca. 60° inntil ca. 120°.

Avstanden mellom rørene kan beskrives ved den utvendige diameter D av rørene 10 i bunten 20. Generelt sett vil en avstand på minst 2D skille rørradene 22 som målt fra rørsenter til rørsenter. Vanligvis ligger avstanden mellom de tilgrensende rørrader 22 i området 2D-4D. Tilgrensende rør i samme rad vil vanligvis være adskilt med en avstand i området 1,50-2,50, målt senter til senter. Avstanden som skiller rørradene vil generelt være større enn avstanden som skiller tilgrensende rør i samme rad. Det foretrekkes dessuten i konstruksjonen av rørbunten ifølge oppfinnelsen at rørene er anordnet i et triangulært mønster, slik at fluid som strømmer på tvers gjennom rørbunten vil være tilbøyelig til å strømme over rørene snarere enn å danne kanaler gjennom banene, hvilket fører til dårlig varmeveksling.

Det henvises nå til fig. 1, hvor hver rad 10 av rør er forbundet til et innløps-samleorgan 3 og et utløps-samleorgan 7. Innløps-samleorganet 3 kan være anordnet under den motsatte ende av rørradene i forhold til utløps-samleorganet om ønskelig, f.eks. for klaring. Et fluidinnløp 1 rager gjennom en sidevegg 40 i en beholder for å skaffe fluid til innløps-samleorganet 3. En fluid-utløpsåpning 11 rager gjennom be-holderveggen 40 for å skaffe uttagning av fluid fra utløps-samleorganet 7 fra beholderen. Stigerør 42 forbinder innløps-samleorganet 3 med et splittrør-samleorgan 5 på hvilket raden 22 av rør 10 er montert. Et stigerør 44 forbinder splittrør-samleorganet 5 med utløps-samleorganet 7.

Det henvises nå til fig. 4 hvor en skilleplate 46 deler splittrør-samleorganet 5 i et innløpskammer 48 og et utløps-kammer 50. Stigerørene 42 forbinder innløpskammeret 48 med innløps-samleorganet 3. I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen omfatter rørene 10 hver en bajonettrør-konstruksjon 52 som er festet til splittrør-samleorganet 5. Rørkon-struksjonen 52 omfatter et første indre rør 54 (bajonetten) og et annet ytre rør 56 (sliren) anordnet konsentrisk rundt det indre rør 54. En første ende av det indre rør 54 er montert til en passasje gjennom platen 46. En annen ende 58 av det indre rør 54 er anordnet på avstand fra en endekapsel 60 på det ytre rør 56. Det ytre rør 56 er montert til en åpning gjennom en sidevegg i splittrør-samleorganet 5 og danner således en strømningsbane fra innløpskammeret 48 gjennom det indre rør 54 til den annen ende av bajonettrør-konstruksjonen 52 og fra den annen ende av bajonettrør-konstruksjonen gjennom en ringformet åpning 62 avgrenset mellom det indre rør 54 og det ytre rør 56 til utløpskammeret 50 i splittrør-samleorganet 5. Fra utløps-kammeret 50 strømmer fluidet opp stigerøret 44 til utløps-samleorganet 7 og tas ut fra apparatet ved åpningen 11.

Apparatet ifølge oppfinnelsen anvendes fortrinnsvis for en prosess som omfatter varmeveksling med fluidet i en omrørt beholder. Fluidet i den omrørte beholder bringes til å strømme tvers gjennom rørbunten og passerer mellom rørene i de parallelle rader med parallelle rør. Beholderen omrøres fortrinnsvis ved et omrøringsorgan 64 anordnet langs aksen av en mantel 66. Se fig. 6. En rekke rørbunter er fortrinnsvis anordnet langs den innvendige flate av mantelen mellom mantelens longitudinelle akse og mantelens innvendige flate. Rørradene er fortrinnsvis innrettet langs korder som strekker seg tvers over et generelt sylindrisk parti av beholderens sidevegg. Den innvendige diameter av mantelen bør være minst 2,5 ganger lengden av rørradene og ligger fortrinnsvis i området 2,5-5 ganger lengden av rørradene. Generelt er hver rørbunt dannet av 2-20 rørrader og rørene i tilgrensende rader er forskjøvet slik at rørene er anordnet i henhold til et triangulært hullmønster. Fortrinnsvis er hver rørbunt dannet fra 3-12 rørrader. De enkelte rør er forsynt med radiell støtte ved et par stang-avbøyningsplater slik som det tidligere er beskrevet, idet hver avbøyningsplate inneholder tilstrekkelig mange stenger til at hvert rør i rørbunten er understøttet på to sider ved hver stang-avbøyningsplate og paret av stang-avbøyningsplater sammen understøtter alle fire sider i hvert rør og skaffer derved den radielle støtte.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen rager en første avstiver 70 på tvers fra rørbunten 20 med hensyn til radene 22 av rør og forbinder det første bånd 32 med en innvendig flate av mantelen 40. Se fig. 2. En annen avstiver 72 rager på lignende måte fra rørbunten 20 på tvers med hensyn til rørradene 22 og forbinder det annet bånd 36 med en innvendig flate av mantelen 40. Se fig. 3. Ytterligere avstivere 74 og/eller 75 forbinder minst ett av det første bånd 32 eller det annet bånd 36 med mantelens innvendige flate. Avstiverne 74 og 75 rager fra rørbunten 20 generelt parallelt med retningen av rørradene 22. For å forsyne rør-bunten 20 med større stivhet kan en rekke stag 78 skaffes for å forbinde det første bånd 32 med det annet bånd 36. I en foretrukket utførelsesform følger stagene en korotasjonell bane som strekker seg rundt et første omkretsparti av rør-bunten og skaffer derved bunten større motstand overfor vridning.

Når rørbunten skal anvendes i et gjæringsapparat for produksjon av gjær eller bakterier, er det ønskelig at konstruksjonen er tilstrekkelig åpen til å lette rengjøring mellom hver driftsperiode. Stor avstand mellom de enkelte rør i rørbunten er således ønskelig. For å understøtte de på avstand anordnede rør kreves forholdsvis store støttestenger. Det kan også være ønskelig å anordne stengene ved meget spisse vinkler gjennom rørbunten slik at den økede stangdiameter som forårsakes ved den større avstand mellom rørradene, bringes på et minimum. Generelt sett, når avstanden mellom tilgrensende rør i den samme rad ligger i området 1,5D-2,5D, hvor D er den utvendige diameter av rørene, ligger avstanden mellom tilgrensende rørrader i området 2D-4D og stengene har en diameter i området 0,5D-D.

Fig. 6 viser en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen slik den anvendes i et gjæringsapparat.

En beholder 160 som vist på fig. 6 er utstyrt med en aksel 130 som er drevet ved drivorganer 139. Akselen 130 er vist utstyrt med to impellere 156 og 158. Impellerne 156 og 158 er konstru-ert fra skiver henholdsvis 152 og 154 på hvilke en rekke blader henholdsvis 151 og 153 er montert. Fagfolk vil innse at et større antall impellere kan anvendes, avhengig av beholderens høyde, bredde, dimensjonene på varmevekslerorganet etc. Som vist på fig. 6, foretrekkes det at den nederste impeller anordnes i nær tilslutning til et sprederorgan 149 for å lette oksygenoverføring i gjæringsfluidet. Med uttrykket "nær tilslutning til" menes det at den nederste impeller og sprederorganet er anordnet med en avstand på 1/3-1/10 impeller-diametre fra hverandre.

Ytterligere impellere kan anvendes på akselen 130 i en rekke forskjellige relative orienteringer. For lett montering på'

omrørerakselen 130 kan flere impellere anordnes på lik avstand langs akselen, idet den øverste impeller fortrinnsvis anordnes ved ca. 60% av beholderens høyde, som vist på fig. 6 for impeller 158.

De generelle dimensjoner av beholderen 160 velges fortrinnsvis slik at forholdet mellom lengde og diameter generelt ligger i området fra 0,1:1 til 10:1. Fortrinnsvis ligger forholdet mellom lengden og diameteren i området fra 0,3:1 til 5:1, idet forholdet mellom lengden og diameteren helst ligger i området fra 1:1 til 4:1 for anvendelse i fermentering.

Varmevekslingsfluid skaffes til de parallelle rør 140 via innløpsorganer 142, som vist på fig. 6. Varmevekslingsfluid som passerer gjennom innløpet 142, fordeles gjennom et rør 171 til samleorganer 172 og inn i rør 140. Etter at varmevekslings-fluidet passerer gjennom røret 140, samles det opp fra samleorganer 172 via et rør 173 og slippes ut via organer 144. Minst to avbøyningsplater eller -organer (baffles) som hver omfatter et første innløps- og et første utløps-organ (henvis-ningstall 142 resp. 144) og parallelle rør 140 anvendes i oppfinnelsesbeholderen. Som vist på fig. 6 omfatter hvert avbøyningsorgan en bunt med parallelle rørrader. Rørene 140 i hvert avbøyningsorgan er typisk 25-90% av beholderens rette parti, idet de kuppelformede beholderender ikke er inkludert.

En rekke forskjellige antall rørbunter kan anvendes, avhengig av buntenes størrelse, antall rør pr. bunt etc. Inntil så mange som 30 bunter pr. beholder kan anvendes, idet et område på 4-24 avbøyningsorganer pr. beholder foretrekkes.

Som et alternativ kan rørbuntene konstrueres som en stakket rekke (stacked array) av en rekke rørbunter, som hver er kortere enn den samlede lengde av rørbunter i gjæringsbeholderen. Ved å sette sammen buntene som en stakket rekke korte segmenter, med en samlet lengde ekvivalent med 25-90% av samlet rett beholderlengde, kan kortere rør som er mer motstandsdyktige overfor vibrasjon og termiske påkjenninger under omsetningsprosessen som utføres i beholderen, benyttes. Inntil ca. 10 rørbunt-konstruksjoner som alt i alt opptar 25-90% av gjæringsbeholderens rette lengde, kan stakkes for å skaffe den ønskede varme- og kjølekapasitet.

Bladene 151 kan monteres på skiven 152 på en rekke forskjellige måter, f.eks. med bladene 151 montert både vinkelrett på skivens plan og på en radiell projeksjon fra skivens vertikale akse, eller alternativt kan bladene 151 monteres på skiven 152 orientert på en vinkel med hensyn til skivens akse. Alternativt kan impellerkonstruksjoner andre enn den spesielle konstruksjon som her er vist, anvendes, såsom f.eks. impellere med aksial strømning, propeller av marin type og lignende.

Den øvre grense for impellerdiameteren er bestemt ved den innvendige diameter av rørbuntene som danner varmevekslings-organer for gjæringsapparatet. En impellerdiameter som nærmer seg denne øvre grense, vil skaffe den maksimale mengde blanding pr. impeller. Det foretrekkes at impellerdiameteren ikke er mindre enn ca. 10% av den samlede innvendige beholderdiameter, og generelt vil impellerdiameteren ikke overstige ca. 50% av den samlede innvendige beholderdiameter. Fortrinnsvis vil der anvendes en diameter på 20-35% av den samlede innvendige beholderdiameter.

Som vist på fig. 6, er gjæringsbeholderen 160 også forsynt med et første innløp 146 og et annet innløp 147 såvel som gass-innløp 145. Skjønt beholderen 160 er vist med de to innløp 146 og 147, kan alt matningsmateriale til gjæringsapparatet innføres via kun ett innløpsorgan eller en rekke innløps-organer, hvorved forskjellige matningskomponenter innføres separat. For eksempel, i mange gjæringsprosesser er det ønskelig å innføre næringsmedia og karbon- og energikilden som separate matestrømmer, slik at beholderen 160 som vist på fig. 6, er en foretrukket utførelsesform som er forsynt med de to separate innløpsorganer 146 og 147. Skjønt innløpsorganer 146 og 147 er vist med én utløpsåpning hver, kan mer dispergert innføring av matningsmateriale oppnås ved anvendelse av innløp som har multiple utløpsåpninger. I tillegg kan innløpsåpningene passende anordnes på forskjellige steder i gjæringsbeholderen, idet de ofte er anordnet ut fra hensynet til hensiktsmessig konstruksj on.

Innløpet 145 benyttes til å innføre oksygen- og valgfritt nitrogen-kilden til gjæringsbeholderen. Gass som føres inn via innløpet 145 kommer inn i gjæringsbeholderen gjennom sprederen 149. Sprederen er anordnet symmetrisk i gjæringsbeholderen med hensyn til gjæringsbeholderens lengdeakse og har en overside som inneholder en rekke hull. Diameteren i sprederorganet er fortrinnsvis ikke større enn diameteren av den nederste impeller under hvilken oversiden av sprederen fortrinnsvis er anordnet i nær tilslutning.

Fremgangsmåten ved innføring av gass pluss plasseringen av impelleren 156 i nær tilslutning til sprederen 149 såvel som posisjonen av rørbuntene bidrar alle til det ekstremt høye nivå av oksygenoverføring som er mulig med gjæringsapparatet. Gjæringsbeholderen er i stand til å skaffe oksygenoverførings-hastigheter på minst 300 millimol oksygen pr. liter pr. time

(mmol 02/l/h). Dessuten er varmefjerningsevnen av gjæringsbeholderen tilstrekkelig til å fjerne de store mengder varme som produseres ved gjæringen, hvilke store mengder varme dannes som et resultat av de høye nivåer av oksygen som gjøres tilgjengelige for gjæringsvæsken. Således er varmefjerning av størrelsesorden minst 36 kcal/l/h mulige når der anvendes et apparat i henhold til oppfinnelsen.

Gjæringsbeholderen 160 er også utstyrt med organer til fjerning av ferment, dvs. åpning 148. Når fermenteringen utføres på kontinuerlig måte, kan kontinuerlig eller inter-mitterende uttak av ferment oppnås via åpningen 148 mens nye næringsmidler skaffes via innløpsåpninger 146, 147 og 145.

Gjæringsbeholderen 160 er videre fortrinnsvis utstyrt med minst ett organ for avgassing av skum, f.eks. en skumbryter, slik som f.eks. den skumbryter som er angitt i US-PS 4 373 024 eller den konstruksjon av elementer 162, 164 og 166 som er vist på fig. 6. Konuser 162 er montert på en aksel 164 som roteres ved et drivorgan 166. Sammenstøt mellom skummende gjærstoff og roterende konuser 162 bevirker oppbrytning av skummet, og bevirker at væsken returnerer til hovedpartiet av gjæringsbeholderen mens gass som frigjøres fra skummet slippes ut fra gjæringsapparatet via en rørledning 168. Skjønt minst én skumbryter anvendes på gjæringsbeholderen ifølge oppfinnelsen, kan tilstrekkelig skumbrytningskapasitet til å håndtere den mengde skum som ventes fra en gitt gjæringsprosess, skaffes ved et riktig antall skumbrytere anordnet rundt det kuppelformede parti av gjæringsbeholderen.

Den vandige aerobe gjæringsprosess krever molekylært oksygen som tilføres via gass inneholdende molekylært oksygen, f.eks. luft, oksygen-anriket luft eller endog stort sett rent molekylært oksygen for å opprettholde gjærstoffet med et partial-trykk for oksygen som er virksomt i å bidra til veksten av mikroorganisme-artene eller biokjemisk omdannelse av sub-stratet på en fremgangsrik måte. Ved bruk av et oksygenert hydrokarbonsubstrat kan de samlede oksygenbehov for vekst eller substratomdannelse av mikroorganismen reduseres i forhold til behovene når et alkan anvendes.

Det trykk som anvendes for det mikrobielle gjæringstrinn, kan variere innen vide områder. Typiske trykk er 0-1,03 MPa, for tiden foretrekkes 0-414 kPa, helst 241-276 kPa, da en balanse mellom utstyrs- og driftskostnader i forhold til oksygen-oppløselighet oppnås. Trykk høyere enn atmosfæretrykk er fordelaktige, fordi slike trykk er tilbøyelige til å øke konsentrasjonen av oppløst oksygen i den vandige gjærings-væske, noe som i sin tur kan bidra til å øke cellevekst-hastigheten. Samtidig blir dette motvirket av det faktum at høye trykk øker utstyrs- og driftskostnadene.

Claims (11)

1. Apparat til understøttelse av en rørbunt i en beholder, omfattende (a) en rekke parallelle rør (10) som danner en rørbunt (20)

som har en longitudinell akse, hvilke rør er anordnet i en rekke parallelle rørrader (22) med regulære rette baner avgrenset gjennom rørbunten på tvers av rørradenes retning, (b) et første bånd (32) som omslutter en ytre rørgrense av rørbunten (20), (c) en første rekke stenger (34) som er festet til det nevnte første bånd og som rager gjennom en første rekke baner (28), idet hver stang av den nevnte første rekke stenger har en tilstrekkelig stor diameter til å være i berøring med rørene (10) som angir grensene for hver bane av den første rekke baner (28), og hvert rør i rørbunten er i berøring med minst én stang (34) i den første rekke stenger (34), (d) et annet bånd (36) som er anordnet på avstand longitudinelt fra det første bånd (32) med hensyn til rør-buntens longitudinelle akse, idet det annet bånd omslutter den ytre rørgrense av rørbunten (20), og (e) en annen rekke stenger (38) som er festet til det nevnte annet bånd (36) og som rager gjennom den nevnte annen rekke baner (30), idet hver stang i den nevnte annen rekke stenger har en tilstrekkelig stor diameter til å være i berøring med rørene (10) som angir grensene for hver bane av den annen rekke baner, og hvert rør i rørbunten (20) er i berøring med minst én stang (38) av den annen rekke stenger, (f) rørene (10) er anordnet i henhold til et triangulært hull- mønster (pitch), karakterisert ved at (g) den første rekke baner (28) og den annen rekke baner (30) i rørbunten er dannet med en vinkel på henholdsvis +01 og -01 med hensyn til retningen av rørradene (22), idet 01 ligger i områet 10-60°, (h) en tredje rekke baner (26) og en fjerde rekke baner (24) er dannet i rørbunten med en vinkel på henholdsvis +02 og -02 med hensyn til retningen av rørradene (22), idet 02 ligger i området 40-80° og 02 er større enn 01,

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at den nevnte rørbunt (20) er ytterligere kjennetegnet ved fraværet av stenger som strekker seg langs den tredje rekke baner (26) og den fjerde rekke baner (24).

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at rørene (10) har en utvendig diameter D, og at en avstand på minst 2D skiller rørradene (22), målt fra rørsenter til rørsenter.

4. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at en avstand i området 2D-4D skiller tilgrensende rørrader (22), og en avstand i området 1,5D-2,5D skiller tilgrensende rør (10) i den samme rørrad, målt fra rørsenter til rørsenter, og hvor avstanden som skiller rørradene er større enn avstanden som skiller tilgrensende rør i den samme rad.

5. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at det omfatter en mantel (66) som omgir rørbunten, hvilken mantel har en longitudinell akse som er parallell med og anordnet på avstand fra rørbuntens longitudinelle akse, idet den nevnte rørbunt (20) er anordnet i mantelen mellom mantelens longitudinelle akse og en innvendig sylindrisk flate i mantelen, idet rørradene (22) er anordnet langs korder tvers over mantelens generelt sylindriske innvendige flate.

6. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at mantelens innvendige diameter ligger i området 2,5-5 ganger lengden av rørradene (22), hvilket apparat ytterligere omfatter en rekke rørbunter (20) anordnet langs omkretsen langs den innvendige flate av mantelen (66) og et røreorgan (64) anordnet langs mantelens akse for å bevirke fluidstrømning på tvers gjennom rekken av rørbunter.

7. Apparat som angitt i krav 6, karakterisert ved at det omfatter en første avstiver (70) som rager fra rørbunten (20) på tvers i forhold til rørradene (22) og forbinder det første bånd (32) med den generelt sylindriske innvendige flate av mantelen (66), og en annen avstiver (72) som rager fra rørbunten (20) på tvers i forhold til rørradene (22) og forbinder det annet bånd (36) med mantelens generelt sylindriske innvendige flate.

8. Apparat som angitt i krav 7, karakterisert ved at det omfatter en rekke stag (78) som forbinder det første bånd (32) med det annet bånd (3 6), hvilken rekke stag følger en korotasjonell bane rundt et parti av rørbunten (20).

9. Apparat som angitt i krav 8, karakterisert ved at det omfatter et innløps-samleorgan (3) som er forbundet til hver rørrad (22) og et utløps-samleorgan (7) som er forbundet til hver rørrad (22).

10. Apparat som angitt i krav 9, karakterisert ved at hver rørbunt (20) omfatter 3-10 rader med rør (10).

11. Anvendelse av et apparat som angitt i et av kravene 6-10 i en prosess for utveksling av varme med et fluid i en omrørt beholder.