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Wärmeaustauscher mit WärmeubertragungsHäehen aus spiralig gewundenen Blechen.
Die Erfindung bezieht sich auf Wärmeaustauscher mit Wärmeübertragungsflächen aus spiralig gewundenen Blechen, die Wände in den Kanälen bilden, in denen die wärmeaustauschenden Medien strömen. In gewissen Fällen, z. B. wenn eines oder beide der Medien Niederschläge auf den Wärmeübertragungsflächen bilden, sollen die spiralförmigen Kanäle oder einige davon nicht dauernd an den Stirnseiten geschlossen sein, sondern man muss sie zwecks Überwachung und Reinigung der Wärmeübertragungsflächen öffnen können.
Bisher wurden solche offene Kanäle in Wärmeaustauschern mittels ebener Deckel an den Stirnseiten des Wärmeaustauschers geschlossen, wobei zur Erzielung einer guten Abdichtung ebene oder streifenförmige Packungen aus Gummi oder sonstigem nachgiebigen Material verwendet wurden.
Ein solcher Deckel gibt aber dem Wärmeaustauscher nicht die Widerstandsfähigkeit und Festigkeit, die bei der Verwendung von zugeschweissten Kanälen erzielt wird, weshalb bei einer solchen offenen Ausführung die Spiralbleche selbst stärker bemessen werden'müssen als in Apparaten geschlossener Bauart.
Bei der Verwendung eines derartigen Deckels in Verbindung mit einer ebenen Packung kann ein Lecken zwischen den einzelnen Kanälen auftreten, ohne dass dieser Fehler von aussen entdeckt wird. Bei der Verwendung von Streifenpackungen in Verbindung mit geeignet angebrachten Dränierungsnuten im ebenen Deckel kann zwar das Lecken von aussen entdeckt, aber nicht lokalisiert werden.
Die Erfindung bezweckt diese Nachteile zu beseitigen durch Verwendung einer Vorrichtung,
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Blechstärke verwendet werden kann. Insbesondere wenn der Wärmeaustauscher aus rostfreiem Stahlblech ausgeführt wird, ist eine Herabsetzung der Blechstärke aus wirtschaftlichen Gründen besonders wertvoll, da die Materialkosten in diesem Fall einen grossen Teil der Gesamtkosten bilden. Ausserdem wird das Wärmeübertragungsvermögen um so mehr erhöht, je dünner das Blech ist.
In gewissen Fällen ist es erwünscht, einen oder mehrere der spiralförmigen Kanäle in solchen
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gelassen werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht im wesentlichen darin, dass ein oder mehrere spiralförmig gewickelte Streifen-beispielsweise von rundem, halbrundem, keilförmigem oder rechteckigem
Querschnitt-einen oder mehrere abnehmbare Deckel bilden, die, gewünschtenfalls in Verbindung mit bekannten Packungen, einen oder mehrere der Spiralkanäle an der Stirnseite oder an den Stirnseiten schliessen.
Einige Ausführungsbeispiele sind auf der Zeichnung veranschaulicht. Fig. l ist ein Längsschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 durch einen Wärmeaustauscher mit erfindungsgemässen Deckeln. Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht des Wärmeaustauschers und Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 1 in grösserem Mass- stabe. Fig. 4 zeigt in grösserem Massstabe eine Einzelheit einer abgeänderten Ausführung.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, teilweise im Axialschnitt, und Fig. 6 zeigt einen der Deckel abgehoben.
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werden, wobei die äusseren Enden der Streifen während des Wickelns aus den Spiralstirnseiten herausragen, wie aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht Nach beendigtem Wickeln werden die Streifen 9 bis 12 an eine Anzahl Speichen 14, vorzugsweise aus Flacheisen, angeschweisst, die dann mittels Bolzen 15 gegen geeignete Konsolen 16 am Wärmeaustauscher festgezogen werden, um die in der Achsrichtung der Spirale gerichteten Druckkräfte der Medien im Wärmeaustauscher aufzunehmen. Zur Abdichtung werden vorzugsweise Dichtungstreifen 17 aus Gummi, Leder oder sonstigem nachgiebigem Material in die Kanäle 3, 4 eingelegt.
Die Spiralstreifen 9 bis 12 nebst zugehörigen Speichen 14 bilden einen erfindungsgemäss ausgebildeten Deckel an beiden Stirnseiten des Apparates.
Ein derartiger Deckel kann auch so ausgeführt werden, dass die einzelnen-Spiralwindungen durch Schweissen od dgl. unmittelbar aneinander befestigt werden. Der Deckel kann auch aus einer Spirale
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am Wärmeaustauscher befestigt ist.
Ein derart hergestellter Deckel ist billig, weil irgendwelche Passung oder Bearbeitung nicht erforderlich ist.
Bei kleineren Apparaten können die Deekel und ein zentral im Apparat eingewickelter Streifen 13 allein hinreichen, um die Bleche abzustützen und die Kanalbreiten gleichzuhalten.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 sind die Kanäle (an jeder Seite des Wärmeaustauschers) wechselweise offen und geschlossen. Bei der Herstellung dieses Wärmeaustauschers kann der Kanal 3 am dargestellten Ende mit Streifen 19 zugesehweisst werden und der Kanal 4 kann mit abnehmbar eingelegten Spiralstreifen 10 verschlossen sein. Die Streifen 10 werden an Armen 14 od. dgl., wie oben beschrieben, befestigt und bilden einen erfindungsgemäss ausgebildeten Spiraldeckel.
Die Anzahl der parallelen Kanäle, die durch einen solchen Spiraldeckel geschlossen werden können, ist selbstverständlich beliebig.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäss ausgebildeten Deckel an Spiral- blechkondensatoren für Kreuzstrom.. bin solcher Kondensator mit erfindungsgemäss ausgebildeten Deckeln ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Die Kanäle. sind für das Kühlmedium, z. B. Wasser, und die Kanäle 4 für den zu kondensierenden Dampf bestimmt. Die Kühlflüssigkeit wird durch den Stutzen 5a eingeleitet und durch den Stutzen 6 a abgezogen, während der Dampf durch die Leitung 7 a eintritt und das Kondensat vom Stutzen 8 a abgezogen wird. Die Kanäle 4 sind an beiden Stirnseiten der Spirale vollständig offen.
Die eine Stirnseite ist von der zum Deckel ausgebildeten Leitung 1 a und die andere
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Bolzen 15 festgehaltenen Deckel für den Kanal In einem derartigen Kondensator fliesst der Dampf im Kreuzstrom, d. h. senkrecht, zur Strömungsriehtung des Wassers.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäss ausgebildeten Deckels bei solchen Wärmeaustauschern schliesst der Spiraldeckel, gegebenenfalls in Verbindung mit einer geeigneten Streifenpackung, die
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befestigt, obwohl auch Nieten oder Schrauben für diesen Zweck verwendbar sind. Die Anzahl der parallelen Spiralkanäle im Wärmeaustauscher kann verschieden sein und eine oder mehrere oder sämtliche davon können mittels des erfindungsgemäss ausgebildeten Deckels abgeschlossen werden.
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Spiralblechen können die Apparate wesentlich dünner und leichter gebaut werden als sonst möglich und Abstandsstücke und sonstige Einrichtungen zur Gleiehhaltung der Kanalbreiten werden grösstenteils überflüssig.
Bei einem Lecken in den Packungen kann bei der Verwendung eines erfindungsgemäss ausgebildeten Deckels der Fehler sofort entdeckt und lokalisiert werden.
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Heat exchangers with heat transfer pipes made of spirally wound sheets.
The invention relates to heat exchangers with heat transfer surfaces made of spirally wound metal sheets which form walls in the channels in which the heat exchanging media flow. In certain cases, e.g. B. if one or both of the media form deposits on the heat transfer surfaces, the spiral channels or some of them should not be permanently closed at the end faces, but you must be able to open them for the purpose of monitoring and cleaning the heat transfer surfaces.
So far, such open channels in heat exchangers have been closed by means of flat covers on the end faces of the heat exchanger, flat or strip-shaped packings made of rubber or other flexible material being used to achieve a good seal.
However, such a cover does not give the heat exchanger the resistance and strength that is achieved when using welded channels, which is why the spiral plates themselves have to be dimensioned more heavily in such an open design than in apparatus of the closed type.
When such a cover is used in conjunction with a flat packing, leakage can occur between the individual channels without this error being discovered from outside. If strip packs are used in conjunction with suitably installed drainage grooves in the flat cover, the leak can be detected from the outside, but not located.
The invention aims to eliminate these disadvantages by using a device
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Sheet metal thickness can be used. In particular, if the heat exchanger is made of stainless steel sheet, a reduction in the sheet thickness is particularly valuable for economic reasons, since the material costs in this case form a large part of the total costs. In addition, the thinner the sheet, the more the heat transfer capacity is increased.
In certain cases it is desirable to have one or more of the spiral channels in such
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be left.
The device according to the invention consists essentially in the fact that one or more spirally wound strips, for example round, semicircular, wedge-shaped or rectangular
Cross-section - form one or more removable lids which, if desired in conjunction with known packings, close one or more of the spiral channels on the end face or on the end faces.
Some exemplary embodiments are illustrated in the drawing. FIG. 1 is a longitudinal section along the line I-I in FIG. 2 through a heat exchanger with covers according to the invention. FIG. 2 shows a front view of the heat exchanger and FIG. 3 shows a detail from FIG. 1 on a larger scale. Fig. 4 shows on a larger scale a detail of a modified embodiment.
Fig. 5 shows a further embodiment, partially in axial section, and Fig. 6 shows one of the covers lifted off.
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are, the outer ends of the strips protrude from the spiral faces during the winding, as can be seen from Figs. 1 and 3 15 are tightened against suitable brackets 16 on the heat exchanger in order to absorb the pressure forces of the media in the heat exchanger directed in the axial direction of the spiral. For sealing, sealing strips 17 made of rubber, leather or other flexible material are preferably inserted into the channels 3, 4.
The spiral strips 9 to 12 together with the associated spokes 14 form a cover designed according to the invention on both end faces of the apparatus.
Such a cover can also be designed so that the individual spiral turns are fastened directly to one another by welding or the like. The lid can also consist of a spiral
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attached to the heat exchanger.
A lid made in this way is inexpensive because it does not require any fitting or machining.
In the case of smaller apparatuses, the cover and a strip 13 wrapped centrally in the apparatus can be sufficient on their own to support the metal sheets and to keep the channel widths the same.
In the embodiment according to FIG. 4, the channels (on each side of the heat exchanger) are alternately open and closed. During the manufacture of this heat exchanger, the channel 3 can be welded shut at the end shown with strips 19 and the channel 4 can be closed with removable spiral strips 10. The strips 10 are attached to arms 14 or the like, as described above, and form a spiral cover designed according to the invention.
The number of parallel channels that can be closed by such a spiral cover is of course arbitrary.
The use of the cover designed according to the invention on spiral sheet metal capacitors for cross flow is particularly advantageous. Such a capacitor with covers designed according to the invention is shown in FIGS. 5 and 6. The channels. are for the cooling medium, e.g. B. water, and the channels 4 intended for the steam to be condensed. The cooling liquid is introduced through the nozzle 5a and drawn off through the nozzle 6a, while the steam enters through the line 7a and the condensate is withdrawn from the nozzle 8a. The channels 4 are completely open on both ends of the spiral.
One end face is from the line 1 a formed to the cover and the other
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Bolt 15 fixed cover for the channel. In such a condenser, the steam flows in a cross flow, i.e. H. perpendicular to the direction of flow of the water.
When the cover designed according to the invention is used in such heat exchangers, the spiral cover, optionally in conjunction with a suitable strip packing, closes the
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attached, although rivets or screws can also be used for this purpose. The number of parallel spiral channels in the heat exchanger can be different and one or more or all of them can be closed by means of the cover designed according to the invention.
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With spiral sheets, the apparatus can be made much thinner and lighter than otherwise possible, and spacers and other devices for keeping the duct widths are largely superfluous.
In the event of a leak in the packs, when using a lid designed according to the invention, the defect can be discovered and localized immediately.
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