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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmeaustauschers, der zumindest zwei koaxiale, im wesentlichenzylindrische Mäntel aufweist, welche zumindest einen wendelförmig verlaufenden Strömungskanal für ein Wärmeaustauschmedium bilden, der von einem in den äusseren Mantel eingepressten, wendelförmig verlaufenden Wulst begrenzt wird, welcher an dem inneren Mantel anliegt.
Das Herstellungsverfahren gemäss der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass ein äusserer zylindrischer Mantelrohling, in den wendelförmig verlaufende Rillen eingepresst worden sind, über den inneren zylindrischen Mantel mit Spiel aufgeschoben und zwischen ringförmigen Presswerkzeugen angeordnet wird, welche sodann gegeneinander bewegt werden, wodurch der äussere Mantelrohling in axialer Richtung unter Ausbildung eines Wulstes entlang jeder Rille zusammengepresst wird, bis sich dieser Wulst gegen den inneren Mantel legt und sich dadurch der äussere Mantel einer weiteren Zusammenpressung entgegensetzt.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit besonderem Vorteil bei der Herstellung eines Wärmeaustauschers angewendet werden, bei dem der innere Mantel aus der Mantelwand eines geschlossenen zylindrischen Gefässes besteht, welches an jedem Ende durch einen gewölbten Boden abgeschlossen ist. Dabei wird nach Fertigstellung des Wulstes in dem das Gefäss umschliessenden zylindrischen Mantel die Kraft an den Presswerkzeugen vergrössert, so dass die Mantelenden bis zum Anliegen an den Böden des Innengefässes eingerollt werden, worauf sie mit dem Innengefäss durch Rundschweissen verbunden werden.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen : Fig. l eine Seitenansicht und Fig. 2 und 3 Endansichten eines Wärmeaustauschers mit geschlossenem Innengefäss, der mit besonderem Vorteil gemäss der Erfindung hergestellt werden kann, Fig. 4 einen vertikalen Axialschnitt durch den
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Der in den Fig. l bis 4 gezeigte Wärmeaustauscher hat zwei koaxiale, einander mit Spiel umschliessende zylindrische Mantel-9 und 11--. Der innere zylindrische Mantel --9-- ist an jedem Ende mit einem gewölbten Boden abgeschlossen und bildet ein geschlossenes Innengefäss --10--, während der äussere zylindrische Mantel--11--an jedem Ende einwärtsgebogen und durch eine Rundschweissnaht --12-- mit dem inneren Mantel--11--verbunden ist. Der Mantel--11--ist mit einem eingepressten, wendelförmig
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--13-- ausgeformt,wendelförmigen Kanal--14--abgrenzt. In diesen Kanal --14-- mündet an einem Ende ein Rohr--15- und am andern Ende ein Rohr--16--.
Das wärmeabgebende Medium, z. B. Heisswasser von einem Heizkessel, wird durch das Rohr--15-- eingeleitet, strömt mit hoher Geschwindigkeit durch den wendelförmigen Kanal--14--in direkter Berührung mit der Mantelwand --9-- des Innengefässes --10-- und wird durch das Rohr--16--abgeleitet. Das wärmeaufnehmende Medium, z. B. Kaltwasser von einer Wasserleitung, wird in das Innengefäss --10-- durch einen Stutzen --17-- über ein sich erweiterndes Mundstück --18-- am Boden des Gefässes eingeleitet und vom oberen Teil des Gefässes in erhitztem Zustand über ein Mundstück --19-- und einen Rohrstutzen --20-- abgeleitet.
Zum Antrieb des Heisswasser oder/eines andern wärmeabgebenden Mediums mit der gewünschten hohen Geschwindigkeit durch den wendelförmigen Kanal --14-- wird zweckmässig eine Pumpe verwendet, die von einem Thermostaten gesteuert wird, welcher die Temperatur des vom Innengefäss abgeleiteten
Verbrauchswarmwassers abtastet.
In dem einen gewölbten Boden des Innengefässes--10--ist ein Inspektionsloch vorgesehen, das gewöhnlich mit einem Deckel --21-- abgeschlossen ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen eines Wärmeaustauschers der in den Fig. l bis 4 gezeigten Art geht aus den schematischen Fig. 5 bis 7 hervor.
Nachdem das Innengefäss --10-- fertiggestellt worden ist, wird gemäss Fig. 5 über das Gefäss ein zylindrischer Mantel --11'- geschoben, in dem eine wendelförmig verlaufende, als Biegezone dienende Rille --13'-- ausgeformt ist. Das Innengefäss wird danach zusammen mit dem Mantel zwischen zwei ringförmigen Presswerkzeugen --22-- angeordnet, die je eine im Querschnitt konkav gekrümmte Fläche --23-- aufweisen, die zum Angreifen an den Enden des Mantels --11-- bestimmt sind. Danach werden die Werkzeuge --22-- gegeneinander gepresst, z.B. mit Hilfe einer hydraulischen Presse, wobei zunächst gemäss Fig. 6 der wendelförmige Wulst --13-- entlang der Rille--13'--ausgebildet wird.
Wenn der Wulst überall bis zum Anliegen aminnengefäss ausgepresst worden ist, setzt sich der Mantel--11--einer weiteren Zusammenpressung in Achsrichtung entgegen, und der Druck gegen die Mantelenden wird dann so gross, dass jedes Mantelende unter Gleiten an den konkaven Angriffsflächen --23-- des Presswerkzeuges eingerollt wird, bis die Kanten gemäss Fig. 7 zum Anliegen an den Böden des Innengefässes kommen. Danach wird der Mantel mittels einer Rundschweissung an jedem Ende mit dem Innengefäss verbunden.
Der wendelförmige Wulst --13-- im Aussenmantel --11-- versteift den Mantel und macht ihn widerstandsfähiger gegen äusseren Überdruck. Das direkte Anliegen dieses Wulstes am Innengefäss --10-- hat zur Folge, dass der Aussenmantel als eine Verstärkung des Innengefässes gegenüber den Expansionskräften dient,
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sonst möglich wäre. Dies ist von grosser ökonomische Bedeutung, besonders dann, wenn das Innengefäss, wie dies häufig der Fall ist, aus rostfreiem Stahl oder aus einem andern, verhältnismässig teurem Metall ausgeführt ist.
Durch eine zweckmässige Abwägung des Ausgangsspieles zwischen dem Innengefäss und dem Mantel bzw. des Spieles an den Mantelenden erhält der Mantel eine korrekte Ausformung. Im Vergleich mit früher bekannten Verfahren zum Herstellen eines wendelförmigen Strömungsweges für das eine Medium um ein Gefäss herum, das vom andern Medium durchströmt wird, bietet das beschriebene neue Herstellungsverfahren beträchtliche Aufwandersparnisse.
Das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren ist im Zusammenhang mit der Herstellung eines Wärmeaustauschers mit nur zwei ineinandergeschobenen zylindrischen Mänteln beschrieben worden, von denen der innere Mantel an beiden Enden abgeschlossen ist. Es ist aber offensichtlich, dass die Erfindung auch in solchen Fällen zur Anwendung kommen kann, wo ein an beiden Enden offener innerer Mantel vorliegt. Wesentlich für die Erfindung ist nur, dass ein zylindrischer, innerer Mantel vorhanden ist, gegen den sich der
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zw.wendelförmig verlaufenden Strömungskanals. Die Erfindung kann natürlich auch in solchen Fällen angewendet werden, in welchen der Wärmeaustauscher mehr als zwei ineinandergeschobene zylindrische Mäntel aufweist.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen eines Wärmeaustauschers, der zumindest zwei koaxiale, im wesentlichen zylindrische Mäntel aufweist, welche zumindest einen wendelförmig verlaufenden Strömungskanal für ein Wärmeaustauschmedium bilden, der von einem in den äusseren Mantel eingepressten, wendelförmig verlaufenden
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dassäusserer zylindrischer Mantelrohling (11'), in den wendelförmig verlaufende Rillen (13') eingepresst worden sind, über den inneren zylindrischen Mantel mit Spiel aufgeschoben und zwischen ringförmigen Presswerkzeugen (22) angeordnet wird, welche sodann gegeneinander bewegt werden, wodurch der äussere Mantelrohling in axialer Richtung unter Ausbildung eines Wulstes (13) entlang jeder Rille zusammengepresst wird,
bis sich dieser Wulst gegen den inneren Mantel legt und sich dadurch der äussere Mantel einer weiteren Zusammenpressung entgegensetzt.