CH628973A5 - Heat exchanger and method for producing it - Google Patents

Heat exchanger and method for producing it Download PDF

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CH628973A5
CH628973A5 CH1231877A CH1231877A CH628973A5 CH 628973 A5 CH628973 A5 CH 628973A5 CH 1231877 A CH1231877 A CH 1231877A CH 1231877 A CH1231877 A CH 1231877A CH 628973 A5 CH628973 A5 CH 628973A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
turns
links
liquid
heat
coil
Prior art date
Application number
CH1231877A
Other languages
German (de)
Inventor
Victor David Molitor
Original Assignee
Stainless Equipment Co
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Publication date
Application filed by Stainless Equipment Co filed Critical Stainless Equipment Co
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Publication of CH628973A5 publication Critical patent/CH628973A5/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/003Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration

Abstract

The heat exchange takes place between the liquid in a tubular spiral (11, 12) and a gas or liquid which washes around the tubular spiral. Thermally conductive members are used in order to enlarge the heat exchange surface at low cost. Said members (30), for example woven wire meshes made from deformable material, are situated in layers between the turns (11, 12) of the tubular spiral; they are pressed against one another and against the turns. The liquid or the gas flows through the openings between the members (30) at right angles to the turns of the spiral and dissipates the heat. Provided at right angles to this flow and parallel to the turns are perforated plates which hold the layers of members and turns together. A housing keeps the layers of members and turns in a state pressed together from all sides. <IMAGE>

Description

       

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRÜCHE
1. Wärmeaustauscher mit mindestens einer von einer Flüssigkeit durchflossenen Rohrwendel mit im allgemeinen parallelen Windungen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrschichtige Lagen von Gliedern (30) im wesentlichen parallel zwischen benachbarten Windungen (12) der Rohrwendel (C) angeordnet sind, dass die Glieder aus verformbarem Material bestehen und längliche Pfade zur Wärmeleitung bilden und so angeordnet sind, das Öffnungen für den Durchfluss einer Flüssigkeit oder eines Gases senkrecht zu den Wendelwindungen zum Wärmeaustausch mit der Wendelflüssigkeit vorhanden sind und dass die Glieder (30) und die Rohrwendel (C) von Umhüllungsmitteln (16, 17) seitlich umfasst sind und oben und unten von auf die letzten Wendelwindungen wirkenden gelochten Abschlussmitteln (13, 14) so zusammengehalten und -gedrückt sind,

   dass die Glieder (30) an die anliegenden Wendelwindungen (12) gepresst und verformt sind.



   2. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder Maschen mit Litzen aufweisen.



   3. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gelochten Abschlussmitel (13, 14) Platten sind, welche senkrecht zur Wendelachse liegen und zwischen diesen Platten und den Endwindungen der Wendel, mindestens auf der Eintrittsseite des Gases oder der Flüssigkeit, ein Sieb (27) angeordnet ist.



   4. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Umhüllungsmittel ein paar Winkelteile (16, 17) aufweisen, welche auf die Seiten und Enden der Glieder (30) drücken.



   5. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Reihe von Wendeln mit Einlässen (45') und Auslässen (46') aneinandergereiht ist, - eine Sammelleitung (55) alle Einlässe (45') verbindet, - eine Sammelleitung (56) alle Auslässe (46') verbindet - und die Einlässe (45') und Auslässe (46') dieser Wendeln durch die seitlichen Umhüllungsmittel der Wendel herausgeführt sind.



   6. Verfahren zur Herstellung des Wärmeaustauschers gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder (30) zwischen den Windungen (12) so zusammengedrückt werden, dass der Abstand zwischen benachbarten Windungen abnimmt und die Glieder zwischen den Windungen und untereinander komprimiert werden und in Berührung mit den Windungen verformt werden, wobei die Glieder (30) in der verformten und gepressten Lage festgehalten werden, und, dank dem angepressten Kontakt Glieder/Wendelwindungen und der Wärmeleitung durch die Glieder, die Wärme der Wendelflüssigkeit an das Gas oder die Flüssigkeit, welche die Öffnungen zwischen den Gliedern durchströmt, abgeführt wird.



   7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder zwischen den Windungen durch Zusammendrücken der Endwindungen komprimiert werden.



   8. Verfahren gemäss Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder in der Mitte einer Seite nach innen geschlitzt werden, so dass sie beim Einschieben zwischen zwei Wendelwindungen auf der Verbindungsseite der beiden Wendelwindungen unter und über die Verbindungswindung zu liegen kommen.



   9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von Stiften an verschiedenen Punkten an den Wendelwindungen in die Glieder eingefügt werden, um die Windungen während dem Zusammendrücken zu führen.



   Die Erfindung bezieht sich auf Wärmeaustauscher und auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung, wobei diese Wärmeaus tauscher im besonderen die Wärme zwischen einer Flüssig keit und einem Fluidum (Gas oder Flüssigkeit) übertragen.



   Bei den bisherigen Gegenstromwärmeaustauschern beträgt der Temperaturunterschied zwischen dem flüssigen Heiz oder Kühlmittel und dem austretenden Fluidum mehrere
Grade. Sogar bei den Wärmeaustauschern mit den verschie densten Rohranordnungen - parallele Rohre, Rohrwendel oder Rohr mit mehreren Windungen in derselben Ebene -, wobei die Rohre immer mit Rippen versehen sind, ist die Temperaturdifferenz unangenehm gross.



   Eine Druckzunahme, um den Durchfluss von Flüssigkeit durch das Rohr oder die Strömung des Fluidums über die
Rohroberfläche zu erhöhen, hat die Wärmeübertragung nicht ausreichend verbessert, um die zusätzlichen Kosten für Pumpen oder Gebläse zu rechtfertigen.



   Zudem sind kleinere und günstige Wärmeaustauscher nicht in der Lage, Wärme zwischen einer Flüssigkeit und einem Fluidum so auszutauschen, dass   kleine    Energieunterschiede genutzt werden könnten.



   Dazu wäre eine möglichst grosse Oberfläche für den Wärmeaustausch nötig, die bisher nur mit kostspieligen Verästelungen und Bearbeitungen zu erreichen war.



   Die Aufgabe, welche der Erfindung zugrunde liegt, war ein neuer Wärmeaustauscher zu schaffen; er hatte einen besseren Wirkungsgrad, gekennzeichnet durch den Temperaturunterschied zwischen den Medien, zu erreichen; er hatte Glieder- oder Maschenmaterial mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit zu den Wänden von Rohren oder Wendel zu verwenden; er sollte vielseitig einsetzbar, wirtschaftlich herstellbar und leistungsfähig sein.



   Weitere Aufgaben waren: ein neues und einfaches Herstellungsverfahren des Wärmeaustausches anzugeben, ein Verfahren anzugeben, bei welchem eine sehr enge Berührung zwischen den Drähten oder Fasern des Maschenmaterials, welche von einem Fluidum durchflossen sind, und dem Rohr oder der Wendel, welche von der Flüssigkeit durchflossen ist; das Verfahren sollte gute Ergebnisse liefern.



   Der Wärmeaustauscher nach der Erfindung enthält mindestens eine Rohrwendel mit mehreren parallelen Windungen.



  Er ist durch den Patentanspruch 1 definiert.



   Das Verfahren zur Herstellung des Wärmeaustauschers nach der Erfindung ist im Anspruch 6 definiert.



   Die Ausführung der Erfindung wird nun in nachfolgenden Beispielen und den dazugehörigen Figuren erläutert. In diesen ist:
Fig. 1 ein Querschnitt entlang der Linie 1-1 der Fig. 2 bei einem Wärmeaustauscher nach der Erfindung;
Fig. 2 ein Horizontalschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;
Fig. 3 ein Längsschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1;
Fig. 4 ein Teilschnitt in grösserem Masstab mit mehreren verteilt liegenden Windungen und Schichten von nicht zusammengepressten Wärmeübertragungsgliedern vor deren Zusammenpressung;
Fig. 5 ein Teilschnitt, ebenfalls in grösserem Masstab von verschiedenen Windungen und   Wärmeübertragungsgliedem    nach deren Zusammenpressung;
Fig. 6 ein Vertikalschnitt, der im kleineren Masstab der Fig. 4 entspricht, mit einem Paar Klemmbacken, bereit zum Zusammenpressen;

  ;
Fig. 7 ein Vertikalschnitt, ähnlich der Fig. 1, bei dem aber die Klemmbacken nach Fig. 6 mit zusätzlichen Sätzen von
Klemmbacken und bei Beendigung des Klemmvorgangs gezeigt wird;
Fig. 8 ein Horizontalschnitt, der der Fig. 2 entspricht, mit  



  einem weiteren Klemmbackensatz, und der den Zustand nach Beendigung des Klemmvorgangs zeigt;
Fig. 9 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform mit herausgebrochenen Teilen, um das Innere sichtbar zu machen;
Fig. 10 ein Horizontalschnitt entlang der Linie 10-10 der   Fig. 9:   
Fig.   11    ein der Fig. 3 ähnlicher Vertikalschnitt, der aber eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 12 ein Vertikalschnitt quer zur Fig.   11    entlang der   Linie 12-12 und   
Fig. 13 ein Horizontalschnitt entlang der Linie 13-13 der Fig.   11.   



   Der Wärmeaustauscher, der in den Fig. 1 bis 3 gezeigt wird, enthält eine in einem Wärmeübertragungsmedium H eingebettete und in Kontakt mit ihm befindliche Wendel C. Dieses Medium ist von einer Reihe zusammengedrückter Glieder gebildet, zwischen welchen Öffnungen für den Durchfluss von Gas oder Flüssigkeit bestehen; diese Glieder sind so ausgestaltet, dass sie längliche Wärmeleitungspfade bilden und aus Material gemacht sind, welche die Verformung der Glieder untereinander und gegenüber den Rohrwendelwindungen gestatten.



   Fig. 2 zeigt die Wendel C mit den Seiten 10 und den Enden   11    der Windungen, die eine rechteckige Ausbildung haben, obwohl auch viele andere Ausbildungen möglich sind und auch mehr als eine Wendel verwendet werden kann. Die Glieder des Wärmeübertragungsmediums sind zwischen die Wendelwindungen gepresst. Eine obere und eine untere Lochplatte 13 bzw. 14 halten die Rohrwendel zusammengepresst. Das Gehäuse enthält ferner eine Vorderwand 18 und eine Rückwand 19 wie auch eine obere Wand 20 und eine untere Wand 21. Zu noch zu beschreibenden Zwecken kann die Seitenwand 16 an die Vorderwand 18 und die Seitenwand 17 an die Rückwand 19 mit zwei Winkelteilen angeformt sein, die an gegenüberliegenden aneinanderstossenden Ecken miteinander verbunden sind (Fig. 2).



   Der Raum zwischen der oberen Lochplatte 13 und der oberen Wand 20 enthält eine Einlasskammer oder einen Verteiler, wobei eine Einlassöffnung 23 an der Rückwand 19 mit einem Einlassrohr oder dergl. für Gas oder Flüssigkeit, z.B.



  Luft, verbunden ist, das, bzw. die in den oberen Verteiler und dann durch das Gliederwärmeübertragungsmedium H geführt wird, die sich beide im Gebiet der Windungen der Wendel C und auch ausserhalb der Windungen und entsprechenden Wänden, was in Fig. 3 durch Pfeile angezeigt wird, quer zu den Ebenen   derjeweiligen    Wendelwindungen befinden. In ähnlicher Weise befindet sich neben dem Boden und zwischen der unteren gelochten Platte 14 und der unteren Wand ein Auslassverteiler.



   Das Gas oder die Flüssigkeit strömt vom Wärmeübertragungsmaterial H in diesen Auslassverteiler und durch eine Auslassöffnung 24 in der Rückwand 19, an dem zur Weiterleitung des Gases oder der Flüssigkeit an eine anschliessende Verwendung ein entsprechendes Rohr angebracht sein kann.



   Durch die Vorderwand 18 gehen an unteren und oberen
Stellen ein Einlass 25 und ein Auslass 26 für die Wendel C hindurch, dass so die Gegenströmung der Flüssigkeit und des
Fluidums erfolgt. Auch wenn sich der Einlass des Fluidums unten und der Auslass oben befindet, kann die Wendelflüssigkeit dann zum Rohr 26 gelangen und tritt durch das Rohr 25 aus. Offensichtlich muss die Wendelachse nicht vertikal sein, wie es dargestellt ist, sondern kann horizontal oder in einem zwischen vertikal und horizontal liegenden Winkel verlaufen.



   Zwischen der oberen Lochplatte 13 und dem durchlässigen
Material H wie auch zwischen der unteren Lochplatte 14 und dem durchlässigen Material H kann sich ein Sieb 27 befinden, um das durchlässige Material sicher zwischen den Platten zu halten. Die Platten 13 und 14 können Lochplatten sein, obwohl gezogene Metallplatten mit festen Kanten zum Einschweissen in das Gehäuse wegen ihrem sehr geringen Widerstande gegen die Fluidumsströmung und deren Wirksamkeit beim Halten des in das Gerät geklemmten Wärme übertragungsmaterials sich besonders zweckmässig gezeigt hatten. Über der oberen Lochplatte 13 kann ein Filter 28 (Fig. 3) aus Glasfasern untergebracht sein, der Fasern oder andere Teilchen, welche eintreten und das Material H verstopfen könnten, abfängt.

  Die Eintrittsöffnung 23 kann grösser sein, als es für den Durchfluss nötig ist, damit eine leicht zu öffnende Zugangsverbindung zum Inspizieren und Reinigen des Filters 28 angebracht werden kann. Für denselben Zweck kann eine abnehmbare Zugangsplatte in der oberen Wand 20 untergebracht sein.



   Die Windungen der Wendel können zu anfang so geformt oder gezogen sein, dass zwischen ihnen ein vernünftiger Abstand, etwas grösser als ein Rohrdurchmesser, besteht (Fig. 4). Dann werden verschiedene Schichten von Gliedern 30 von nicht zusammengepressten Maschen, wie bereits beschrieben, dessen Litzen längliche Wärmeleitungspfade bilden, zwischen benachbarte Windungen gebracht, wobei die Verschiebung der Gliederschichten am gegenüberliegenden Ende 11 der Wendel in einem Schlitz 31 vorgenommen wird (Fig. 2). Wie Fig. 4 zeigt, ermöglicht der Schlitz, dass mehrere nicht zusammengepresste Gliederschichten 30, die im nicht zusammengepressten Zustand etwas dicker als die einzelne Wendelwindung sein sollen, zwischen benachbarte Windungen gebracht werden können.



  Weitere nicht gepresste Schichten   30    befinden sich über der obersten Rohrwindung und unter der untersten Rohrwindung, so dass alle Windungen über die ganze Länge der Rohrwendel mit den Gliedern in Kontakt sind.



   Die Windungen der Wendel C werden gegen die vorher nicht gepressten Gliederschichten 30 zusammengepresst, um nach Fig. 5 zwischen den Wendelwindungen und um den Umfang der Rohroberfläche gepresste Glieder 32 zu erhalten.



  Dies ergibt nicht nur einen Kontakt der Fäden, Fasern oder Drähte, welche die Glieder bilden, mit den Wendelwindungen, sondern auch einen festen Kontakt im gepressten Gebiet. Wenn eine Flüssigkeit durch das Wendelrohr fliesst, während Gas oder Flüssigkeit (oder Luft) durch die Gliederschichten hindurchströmt, wird die Wärmeleitung durch die Fasern der Gliederschichten im Gebiet, das von der Wendel umschlossen ist, und auch im Gebiet ausserhalb des Wendelumfangs besorgt. Zum Kühlen von Luft durch Wasser ist das bevorzugte Material für die Wendel wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und seiner Dehnbarkeit Kupfer, während das bevorzugte Material für die Fasern der Gliederschichten 30 ebenfalls Kupfer ist, nicht nur wegen seiner guten Leitfähigkeit und Dehnbarkeit, sondern auch wegen Stehvermögens in einer Stellung, in der es gedrückt oder gebogen wird. 

  Diese Eigenschaften des Kupfergliedes ermöglichen, eine verhältnismässig grosse Wärmemenge zwischen der Wendel C und dem durchlässigen Material H in jeder Richtung fliessen zu lassen. Aus Aluminiumfasern gebildete Glieder werden verwendet, wenn die geringeren Kosten der Aluminiumbearbeitung ausreichend wirtschaftliche Entstehungskosten gegenüber der höheren Wärmeleitfähigkeit und der sich ergebenden höheren Wärmeübertragungswirkung von Kupfer gewährleisten.



   Ausser den zusammengepressten Fäden oder Fasern, Drähten usw. der Gliederschichten zwischen den Windungen.



  der Wendel C ergibt sich ein Zusammenpressen der übrigen Glieder jeder Schicht 30, sowohl innerhalb des Umfangs der Wendel, als auch ausserhalb dieses, da die Anfangsdicke der   Schichten zwischen Wendelwindungen (Fig. 4) grösser als der Durchmesser der Windungen sein kann. Das Zusammenpressen der Gliederschichten auch in einer gewissen Entfernung von der Wendel, ergibt anscheinend einen weiteren Wärmeaustausch, da die Wärme durch Leitung zwischen den Fasern einer Gliederschicht und den benachbarten Schichten übertragen werden kann.



   Das Verfahren zum Herstellen eines Wärmeaustauschers nach der Erfindung wird in den Fig. 6 bis 8 gezeigt.



   Die Gliederschichten 30 befinden sich, wie bereits erwähnt, zwischen benachbarten Wendelwindungen mit einem Schlitz 31 am Ende jeder Windung, so dass jede Gruppe von Schichten und Windungen leichter vorbereitet wird für die Pressung. Nachdem die weiteren Schichten 30' an die Ober- und Unterseite der Wendel gebracht worden sind, kann ein Sieb 27 sowohl an die untere als auch an die obere Gliederschicht zusammen mit der oberen und der unteren Lochplatte 13 bzw. 14 gebracht werden. Dieser Zusammenbau wird dann, wie es Fig. 6 zeigt, in eine Presse, normalerweise eine hydraulische Presse mit Backen 35 und 36, gebracht, die gegeneinander geführt werden, um sowohl die Wendel als auch das durchlässige Material H gleichzeitig aus dem Zustand der Fig. 4 in den Zustand gemäss Fig. 5 zu pressen.

  Die Gliederschichten können sich an verschiedenen Punkten der Oberfläche des Gebildes aufbauschen, aber ein Holzblock und ein Hammer oder anderes Werkzeug können zum Einwärtsdrücken der nach aussen gerichteten Ausbauschungen in dem Mass genutzt werden, wie die Seiten-, Vorder- und Endwände weitere Ausbauschungen zu verhindern vermögen. Die beschriebenen Kupferglieder sind hierfür gut geeignet, da sie normalerweise in der Stellung bleiben, in die sie gedrückt wurden.



   Während das Gebilde noch zusammengedrückt ist und nachdem die Ausbauschungen korrigiert worden sind, werden die Winkelstücke, eines mit der Seitenwand 16 und der Vorderwand 18 und das andere mit der Seitenwand 17 und der Rückwand 19, in ihre zugehörige Lage zusammengepresst; die Vorderwand 18 besitzt entsprechende Schlitze für das Einlass- 25 und das Auslassrohr 26. Die Seitenwände werden z.B. durch Klemmbacken 37 und 38 (Fig. 7 und 8) zusammengedrückt, während die Klemmbacken 39 und 40 nach Fig. 8 an die Vorderwand 18 bzw. die Rückwand 19 angreifen. Die Backe 40 ist mit Löchern 41 versehen, um die auslaufenden Rohre 25 und 26 aufzunehmen.

  Die Backenpaare   37,38    und 39, 40 werden gegeneinandergedrückt und führen die Winkelstücke diagonal, bis die Innenseite der   Gehäusewände    nahe oder dicht neben dem Rand der Lochplatte 13 und 14 anstossen. Dann können die aneinanderstossenden Kanten der Winkelstücke bei 22 verschweisst werden, während die Kanten der Lochplatten mit der Innenseite der Seitenwände 16 und 17 naht- oder punktverschweisst   5    in Fig. 7) werden. Das Gebilde kann dann von den Klemmbacken und Pressen weggenommen werden, und die obere und die untere Platte 20 bzw. 21 können an vorher zusammengebaute Wände z.B. durch Schweissen befestigt werden.



   Dieses Verfahren kann durch Einfügen der jeweiligen Gliederschichten zwischen benachbarte Windungen und sukzessives Zusammendrücken der Schichten zwischen den Windungen abgeändert werden. Die Wendeln können mit breitem Spalt zwischen den Windungen gewickelt werden, aber vorzugsweise werden sie als dicht zusammenliegende Windungen gewickelt, um die Presskräfte zu verringern. Eine erste Windung die unterste, wird von der nächsten darüberliegenden parallel weggezogen. Gliederschichten werden   zuersi zwischen    einer Lochplatte 14 oder auch einem Sieb   27    und die unterste Windung gebracht, und anschliessend, nach dem Auseinanderziehen, werden Gliederschichten zwischen der untersten und der nächst darüberliegenden Windung gebracht.

  Gleichzeitig kann eine Druckplatte unter diese nächste Windung gebracht werden; anschliessend wird die untere   Backe    36 oder Gleichwertiges nach oben geführt werden, um die Gliederschichten um die Bodenwindung zusammenzupressen. Die Pressplatte wird dann entfernt, die nächsten Windungen werden einzeln auseinandergezogen, die Gliederschichten und eine Druckplatte eingesetzt und dann die Schichten rund um die jeweilige Windung zusammengepresst, wobei die vorhergehenden Schichten gegen dieselbe Windung gepresst werden. Jedes Paar benachbarter Windungen wird sukzessiv auseinandergezogen, die Gliederschichten und die Druckplatte eingesetzt und die Schichten und Windungen zusammengepresst, bis die oberste Windung erreicht ist, mit Gliederschichten darüber sowie ein Sieb 27 und die Lochplatte 13. Zuletzt werden die obersten Schichten gegen die oberste Windung gepresst.

  Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, dass zum Zusammenpressen von wenigen Gliederschichten der notwendige Druck viel geringer ist als beim gleichzeitigen Zusammenpressen der ganzen Anordnung. Somit wird beispielsweise die von der Backe 36 zu erzeugende notwendige   Kraft    entsprechend verringert und somit nimmt der notwendige hydraulische Druck oder der Spindeldruck entsprechend ab; die Beanspruchung   druckauf-    nehmender Teile der Presse oder dergl. wird entsprechend verringert.



   Wenn die Gliederschichten zwischen getrennten Wendelwicklungen aufeinanderfolgend eingesetzt werden, werden sie zu jeder Seite des gegenüberliegenden Endes jeder Windung verlaufen, wenn sie mit Schlitzen 31 nach Fig. 2 versehen sind. Ohne diese Schlitze können jedoch die Gliederschichten nur um das gegenüberliegende Ende der Windung gedrückt werden und über die Windung herausragen, ausgenommen dort, wo die Gliederschicht quer auf die Windung stösst. Der kleine so freigelassene Platz kann an dieser Stelle mit zusätzlichem Gliedermaterial gefüllt und gegen die Windung gepresst werden, so dass Glieder später den ganzen Raum innerhalb des Gehäuses ausfüllen.

  Nach dem Einbringen, dem Pressen und dem Ausfüllen werden die Winkelgehäuseteile aufgestellt und gegen die Glieder gepresst, die anstossenden geschweissten   Kanten    geschweisst und die Lochplatten mit den Winkelteilen punktverschweisst. Während dem Zusammendrücken der Winkelteile sind Einlass 25 und Auslass 26 der Wendel durch die Löcher in der Vorderplatte 18 geführt. Nachdem die Lochplatten 13 und 14 nahtverschweisst worden sind, können die die Spule und die Gliederanordnung haltenden   Klemmbacken    weggenommen und das Oberteil 20 und das Unterteil 21 entsprechend miteinander verschweisst werden.



   Bei einer anderen Wärmeaustauscherkonstruktion nach den Fig. 9 und 10 können zwei Wendeln C,'die durch ein Rohr 44 miteinander verbunden sind, mit seitlicher Entfernung im durchlässigen Übertragungsmaterial H angeordnet werden, das aus verformbaren Gliederschichten in der Art eines Drahtgewebes besteht. Eine Wendel C' besitzt einen Einlass 45 und die andere einen Auslass 46, wobei Einlass und Auslass auch umgekehrt liegen können. In einer Wendel fliesst somit die Flüssigkeit im Gegenstrom zu Gas oder Flüssigkeit, aber die Strömung ist für die gegenüberliegende Wendel umgekehrt. Dadurch wird die Strömung durch mindestens eine Wendel im Gegenstrom ohne Rücksicht auf den verwendeten Einlass und Auslass sichergestellt. Jede Wendel kann im allgemeinen rechteckig mit voneinander getrennten und parallelen Enden und Seiten der Wendel sein, die in einer anderen Spiralform ansteigen. 

  Die Schichten der Glieder können zwischen den Wendeln in etwas grösserem Abstand als ihr Durchmesser in der Art nach Fig. 4 gebracht werden, wobei zwei Schlitze 47 ein Ende der seitlich benachbarten Wendeln überlappen, um die Spiralform aufzu  nehmen. Wie vorher können weitere Gliederschichten sowohl über als auch unter die Wendel gebracht werden, während diese und die Schichten zwischen einer oberen Lochplatte 48 und einer unteren Lochplatte 49 zusammengepresst werden, wobei ein Sieb   27    sich zwischen den Lochplatten und den Gliedern befinden kann.

  Die Anordnung wird dann gepresst, bis die Gliederschichten zwischen benachbarten Wendeln zusammengepresst und geklemmt sind, nicht nur, um einen Druckkontakt des Gliederdrahtes mit den jeweiligen Wendeln zu erhalten, sondern auch zum Vergrössern der Kontaktfläche zwischen den Gliederschichten und der Wendeloberfläche.



   An einer oberen Stelle in der Rückwand 19' kann sich ein Luft- oder Flüssigkeiteinlass befinden, während eine vordere Wand   18    ebenfalls mit Löchern oder Schlitzen zur Aufnahme des Einlasses 45 und des Auslasses 46 für die Wendel versehen ist. Zum Abgeben von Luft oder einem anderen Gas oder von Flüssigkeit kann sich eine untere Auslassöffnung   24    in der Seitenwand 17' oder an einer anderen geeigneten Stelle in der äusseen Platte befinden, die den Auslassverteiler umgibt und sich zwischen der unteren Lochplatte 49 und der unteren Wand 21' befindet. Der Raum zwischen der oberen Lochplatte 48 und der oberen Wand 20' dient als Einlassverteiler, während die Einlassöffnung 23' an eine beliebige andere Stelle am Rand des Einlassverteilers gesetzt werden kann.



   Das Festklemmen der Gliederschichten-, Wendel- und Lochplatten-Anordnung kann ähnlich wie beschrieben ausgeführt werden, d.h. Zusammenpressen der Anordnung zu nur einem Teil ihrer Anfangshöhe, dann Drücken der seitlichen Ausbauschungen nach innen und Verklemmen der Winkelplatten, wie beschrieben, gegen die zusammengepresste Anordnung. Wie vorher, werden nach dem Zusammenpressen die obere und die untere Lochplatte an der Innenseite der Seitenwände 16' und 17' befestigt, z.B. durch Punkt- oder Nahtschweissen, während die benachbarten Kanten der Winkelstücke wieder durch Schweissen bei 22' befestigt werden. Es können auch die entsprechenden Gliederschichten zwischen einzelne Paare von Wendelwindungen eingesetzt und dann wie beschrieben sukzessiv zusammengepresst werden.



   Bei einer anderen in den Fig.   11    bis 13 gezeigten Form werden zwei Gruppen von Wendeln C" mit drei Wendeln in jeder Gruppe vorgesehen; die Wendeln jeder Gruppe sind mit oberem und unterem Einlassverteiler 55 bzw. 56 parallel angeschlossen: Einlassrohre   45    bzw. Auslassrohre 46' sind entsprechend für die durch Pfeile angezeigte Strömungsrichtung verbunden. Für eine umgekehrte Strömung von Luft oder eines anderen Gases oder von Flüssigkeit würden die Einlass- und Auslassverteiler für die Wendeln vertauscht werden, um die gegenläufige Strömungsanordnung zu erhalten. Das Wärmeübertragungsmaterial H wird wiederum zwischen benachbarten Windungen jeder Wendel zusammengepresst und ergibt ein grösseres Kontaktgebiet des Materials mit der Wendeloberfläche und auch ein Zusammenpressen der Fasern oder Drähte der Glieder gegen die Windungen.

  Die drei Wendeln jedes Satzes können sich seitlich nebeneinander, um die wirksame Fläche der Wendel zu vergrössern, und Ende an Ende beieinander befinden, so dass die Verteiler 55 und 56 an jedem Ende des Gehäuses liegen können, in dem die Wendeln untergebracht sind.



  Dieses Gehäuse enthält Endplatten 57, die lösbar an den Seitenplatten 56 und der oberen und der unteren Platte 59 bzw.



  60 durch Flansch- oder Bolzenverbindungen 61 angebracht sind. Die untere Platte 60 ist mit einem Luft- oder Gaseinlass 63 versehen, während die obere Platte 59 einen Luft- oder Gasauslass 64 besitzt. Die beiden Wendelgruppen sind durch einen Lippensteg 65 mit einem Flansch 66 voneinander getrennt, der   aufjeder    Seite bis zur Wand geht. Die Endplatten 57 tragen an ihrem Rand nach innen gerichtete Flansche 66'. Für jeden Wendelsatz halten eine obere und eine untere Lochplatte 68 bzw. 69 Siebe 27" gegen das Wärmeaustauschmaterial H und dieses damit unter Druck, bis die Kanten der Lochplatten an die entsprechenden Flansche 66 und 66' geschweisst sind.



   Vor dem Zusammendrücken des Wärmeaustauschmaterials H in den Spulen C" wird eine Reihe von Stangen 70 in das Gliedermaterial an jeder Seite der längeren Bahnen der rechteckigen Spulen C" gedrückt (Fig. 13).



   Während des Zusammenpressens des Gliedermaterials und der Wendel hält das Material die Stangen und verhindert so ein seitliches Verschieben einer der Wendeln. Die Stangen 70 sind somit vorzugsweise kürzer als der Abstand zwischen gegenüberliegenden Sieben 27" und bewirken somit keine Störung durch das Zusammenpressen oder das Anbringen der Lochplatten 68 und 69 in der Endlage.



   Am Lufteintritt des Wärmeaustauschmaterials H kann ein Filter 71 vorgesehen werden, um ein Eindringen äusserer Gegenstände in das Wärmeaustauschmaterial zu verhindern.



  Der Filter 71 kann sich in einem Gestell 72 befinden, für das übliche Traglager vorgesehen sein können, und so angeordnet sein, dass die Wegnahme des Filters 71 zur Überwachung und/oder Reinigung möglich ist.



   Zum Ausführen des Zusammenpressens der Gliederschichten gegen die Wendelwindungen und gegeneinander können auch andere als die beschriebenen Wege gegangen werden. Ferner kann das Material, aus dem Teile hergestellt werden, entsprechend den Eigenschaften des durch die Wendel gehenden Strömungsmittels oder dem durch das Material gehenden Gas oder Dampf oder Flüssigkeit geändert werden. Für manche Strömungsmittel ist die Verwendung von Aluminium oder einem anderen Leichtmetall oder -Legierung erwünscht. Für andere ist die Verwendung rostfreien Stahls oder eines korrosionsbeständigen anderen Materials wie Monelmetall erwünscht. In anderen Fällen ist die Verwendung von Titan oder Selen oder eines anderen Materials wie Kunststoff erwünscht. 

  Im allgemeinen soll das Metall oder anderes Material, das die beste Wärmeübertragung hat, verwendet werden, ausgenommen wenn nicht die Eigenschaften von einem oder beiden Strömungsmitteln ein anderes Material erfordern. Während Kupfer und Aluminium als Material für die Verwendung als Fasern und Gliederschichten genannt worden sind, so können für diese auch andere Materialien wie andere Metalle oder besondere Arten von Kunststoff verwendet werden, insbesondere wenn das Gas oder der Dampf korrosiv ist oder schädliche Eigenschaften für die normalerweise verwendeten Materialien aufweist. 



  
 

** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

 



   PATENT CLAIMS
1. Heat exchanger with at least one tubular coil through which a liquid flows, with generally parallel windings, characterized in that multilayer layers of links (30) are arranged essentially parallel between adjacent windings (12) of the tubular coil (C) such that the links are made of deformable Material exist and elongate paths for heat conduction and are arranged so that there are openings for the flow of a liquid or a gas perpendicular to the spiral turns for heat exchange with the spiral liquid and that the members (30) and the tube spiral (C) of wrapping agents ( 16, 17) are encompassed on the sides and are held and pressed together at the top and bottom by perforated closing means (13, 14) acting on the last spiral turns,

   that the links (30) are pressed and deformed against the adjacent helical turns (12).



   2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the links have meshes with strands.



   3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the perforated end means (13, 14) are plates which are perpendicular to the coil axis and between these plates and the end turns of the coil, at least on the inlet side of the gas or liquid, a sieve ( 27) is arranged.



   4. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the lateral wrapping means have a few angular parts (16, 17) which press on the sides and ends of the links (30).



   5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that - a row of helices with inlets (45 ') and outlets (46') is strung together, - a manifold (55) connects all inlets (45 '), - a manifold (56 ) connects all outlets (46 ') - and the inlets (45') and outlets (46 ') of these coils are led out through the lateral enveloping means of the coil.



   6. A method for producing the heat exchanger according to claim 1, characterized in that the links (30) between the turns (12) are compressed so that the distance between adjacent turns decreases and the links between the turns and each other are compressed and in contact deformed with the turns, holding the links (30) in the deformed and pressed position, and, thanks to the pressed contact links / coil turns and the heat conduction through the links, the heat of the coil liquid to the gas or the liquid which the Flows through openings between the links, is discharged.



   7. The method according to claim 6, characterized in that the links between the turns are compressed by compressing the end turns.



   8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the links are slotted inwards in the middle of one side, so that they come to lie below and above the connecting turn when inserted between two turn turns on the connecting side of the two turn turns.



   9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that a series of pins are inserted into the links at different points on the helical turns in order to guide the turns during the compression.



   The invention relates to heat exchangers and to a process for their manufacture, these heat exchangers in particular transferring the heat between a liquid and a fluid (gas or liquid).



   In the previous countercurrent heat exchangers, the temperature difference between the liquid heating or cooling medium and the escaping fluid is several
Degrees. Even with the heat exchangers with the most diverse pipe arrangements - parallel pipes, coiled tubing or pipes with several turns in the same plane - with the pipes always being provided with fins, the temperature difference is uncomfortably large.



   An increase in pressure to determine the flow of liquid through the pipe or the flow of fluid across the
Increasing pipe surface area has not improved heat transfer sufficiently to justify the additional cost of pumps or blowers.



   In addition, smaller and cheaper heat exchangers are not able to exchange heat between a liquid and a fluid in such a way that small energy differences could be used.



   This would require the largest possible surface for heat exchange, which previously could only be achieved with expensive ramifications and processing.



   The object on which the invention is based was to create a new heat exchanger; it had better efficiency, characterized by the temperature difference between the media; he had to use link or mesh material with a high thermal conductivity to the walls of pipes or coils; it should be versatile, economical to produce and efficient.



   Further tasks were: to specify a new and simple production process for heat exchange, to specify a process in which there was a very close contact between the wires or fibers of the mesh material, through which a fluid flows, and the tube or coil, through which the liquid flows is; the procedure should give good results.



   The heat exchanger according to the invention contains at least one tube coil with several parallel turns.



  It is defined by claim 1.



   The method of manufacturing the heat exchanger according to the invention is defined in claim 6.



   The embodiment of the invention is now explained in the following examples and the associated figures. In these is:
Fig. 1 is a cross section along the line 1-1 of Figure 2 in a heat exchanger according to the invention.
Fig. 2 is a horizontal section along the line 2-2 of Fig. 1;
Fig. 3 is a longitudinal section along the line 3-3 of Fig. 1;
4 shows a partial section on a larger scale with a plurality of distributed windings and layers of non-compressed heat transfer elements before they are pressed together;
5 shows a partial section, also on a larger scale, of various turns and heat transfer elements after they have been pressed together;
Fig. 6 is a vertical section, corresponding to the smaller scale of Fig. 4, with a pair of jaws ready to be pressed together;

  ;
Fig. 7 is a vertical section, similar to FIG. 1, but in which the jaws of FIG. 6 with additional sets of
Jaws and is shown at the end of the clamping process;
Fig. 8 is a horizontal section, which corresponds to Fig. 2, with



  another set of jaws, and which shows the state after completion of the clamping process;
9 is a side view of another embodiment with parts broken away to reveal the interior;
10 is a horizontal section along the line 10-10 of FIG. 9:
11 is a vertical section similar to FIG. 3, but showing a further embodiment of the invention;
Fig. 12 is a vertical section transverse to Fig. 11 along the line 12-12 and
13 is a horizontal section along the line 13-13 of FIG. 11th



   The heat exchanger shown in FIGS. 1 to 3 contains a coil C embedded in and in contact with a heat transfer medium H. This medium is formed by a series of compressed members, between which openings for the flow of gas or liquid consist; these links are designed such that they form elongated heat conduction paths and are made of material which allow the links to be deformed with respect to one another and with respect to the coiled tubing turns.



   Fig. 2 shows the coil C with the sides 10 and the ends 11 of the turns, which have a rectangular configuration, although many other configurations are possible and more than one coil can be used. The elements of the heat transfer medium are pressed between the spiral turns. An upper and a lower perforated plate 13 and 14 keep the coiled tubing pressed together. The housing further includes a front wall 18 and a rear wall 19 as well as an upper wall 20 and a lower wall 21. For purposes to be described later, the side wall 16 can be molded onto the front wall 18 and the side wall 17 onto the rear wall 19 with two angular parts, which are connected to each other at opposite abutting corners (Fig. 2).



   The space between the upper perforated plate 13 and the upper wall 20 contains an inlet chamber or manifold, an inlet opening 23 on the rear wall 19 with an inlet pipe or the like for gas or liquid, e.g.



  Air, which is, or which is led into the upper distributor and then through the sectional heat transfer medium H, both in the area of the turns of the coil C and also outside the turns and corresponding walls, which is indicated in Fig. 3 by arrows will be located across the planes of the respective spiral turns. Similarly, there is an outlet manifold adjacent to the floor and between the lower perforated plate 14 and the lower wall.



   The gas or liquid flows from the heat transfer material H into this outlet manifold and through an outlet opening 24 in the rear wall 19, to which a corresponding pipe can be attached for the forwarding of the gas or the liquid for subsequent use.



   Go through the front wall 18 at the bottom and top
Place an inlet 25 and an outlet 26 for the coil C so that the counterflow of the liquid and the
Fluidum takes place. Even if the inlet of the fluid is at the bottom and the outlet at the top, the helical fluid can then reach the tube 26 and exit through the tube 25. Obviously, the helix axis does not have to be vertical as shown, but can be horizontal or at an angle between vertical and horizontal.



   Between the upper perforated plate 13 and the permeable
Material H, as well as between the lower perforated plate 14 and the permeable material H, there can be a sieve 27 in order to hold the permeable material securely between the plates. The plates 13 and 14 can be perforated plates, although drawn metal plates with fixed edges for welding into the housing had proven particularly expedient because of their very low resistance to the flow of fluid and their effectiveness in holding the heat transfer material clamped in the device. A filter 28 (FIG. 3) made of glass fibers can be accommodated above the upper perforated plate 13, which traps fibers or other particles which may enter and could clog the material H.

  The inlet opening 23 can be larger than is necessary for the flow so that an easy-to-open access connection can be attached for inspecting and cleaning the filter 28. A removable access panel may be housed in the top wall 20 for the same purpose.



   The turns of the helix can initially be shaped or drawn in such a way that there is a reasonable distance between them, somewhat larger than a tube diameter (Fig. 4). Then, different layers of links 30 of uncompressed meshes, as already described, the strands of which form elongated heat conduction paths, are brought between adjacent turns, the displacement of the link layers at the opposite end 11 of the helix being carried out in a slot 31 (FIG. 2). As shown in FIG. 4, the slot enables a plurality of non-compressed link layers 30, which in the non-compressed state should be somewhat thicker than the individual spiral turn, to be brought between adjacent turns.



  Further non-pressed layers 30 are located above the uppermost tube turn and below the bottom tube turn, so that all turns are in contact with the members over the entire length of the tube coil.



   The turns of the coil C are pressed together against the previously unpressed link layers 30 in order to obtain links 32, which are pressed between the coil turns and around the circumference of the pipe surface according to FIG.



  This results not only in a contact of the threads, fibers or wires which form the links with the helical turns, but also a firm contact in the pressed area. If a liquid flows through the coil tube while gas or liquid (or air) flows through the link layers, heat conduction is provided by the fibers of the link layers in the area enclosed by the coil and also in the area outside the coil circumference. For cooling air by water, the preferred material for the coil is copper because of its high thermal conductivity and ductility, while the preferred material for the fibers of the link layers 30 is also copper, not only because of its good conductivity and ductility, but also because of its durability a position in which it is pressed or bent.

  These properties of the copper link allow a relatively large amount of heat to flow between the coil C and the permeable material H in any direction. Links formed from aluminum fibers are used when the lower cost of aluminum processing ensures sufficient economic development costs compared to the higher thermal conductivity and the resulting higher heat transfer effect of copper.



   Except for the compressed threads or fibers, wires etc. of the link layers between the turns.



  the helix C results in the remaining members of each layer 30 being pressed together, both within the circumference of the helix and outside of it, since the initial thickness of the layers between helix turns (FIG. 4) can be greater than the diameter of the turns. Pressing the link layers together even at a certain distance from the coil apparently results in further heat exchange, since the heat can be transferred by conduction between the fibers of a link layer and the adjacent layers.



   The method of manufacturing a heat exchanger according to the invention is shown in Figs. 6-8.



   As already mentioned, the link layers 30 are located between adjacent spiral turns with a slot 31 at the end of each turn, so that each group of layers and turns is prepared more easily for the pressing. After the further layers 30 'have been brought to the top and bottom of the helix, a sieve 27 can be brought to both the lower and the upper link layer together with the upper and lower perforated plates 13 and 14, respectively. This assembly is then, as shown in FIG. 6, placed in a press, usually a hydraulic press with jaws 35 and 36, which are guided against each other to simultaneously remove both the coil and the permeable material H from the state of FIG. 4 in the state shown in FIG. 5.

  The link layers can bulge at various points on the surface of the structure, but a block of wood and a hammer or other tool can be used to push the outward bulges inward to the extent that the side, front and end walls can prevent further bulges . The copper links described are well suited for this, since they normally remain in the position into which they were pressed.



   While the structure is still compressed and after the bulges have been corrected, the elbows, one with the side wall 16 and the front wall 18 and the other with the side wall 17 and the rear wall 19, are pressed into their associated positions; the front wall 18 has corresponding slots for the inlet 25 and the outlet pipe 26. The side walls are e.g. pressed together by jaws 37 and 38 (FIGS. 7 and 8), while the jaws 39 and 40 according to FIG. 8 engage the front wall 18 and the rear wall 19, respectively. The jaw 40 is provided with holes 41 to receive the outgoing pipes 25 and 26.

  The pairs of jaws 37, 38 and 39, 40 are pressed against one another and guide the angle pieces diagonally until the inside of the housing walls abut near or close to the edge of the perforated plate 13 and 14. Then the abutting edges of the angle pieces can be welded at 22, while the edges of the perforated plates are welded to the inside of the side walls 16 and 17 (5 in FIG. 7). The structure can then be removed from the jaws and presses, and the top and bottom plates 20 and 21 can be attached to previously assembled walls e.g. to be attached by welding.



   This method can be modified by inserting the respective link layers between adjacent turns and successively compressing the layers between the turns. The coils can be wound with a wide gap between the turns, but preferably they are wound as tight turns to reduce the pressing forces. A first turn, the lowest, is pulled away in parallel from the next one above. Link layers are first placed between a perforated plate 14 or a sieve 27 and the bottom turn, and then, after pulling apart, link layers are placed between the bottom and the next turn above.

  At the same time, a pressure plate can be placed under this next turn; then the lower jaw 36 or equivalent will be brought up to compress the link layers around the bottom turn. The press plate is then removed, the next turns are pulled apart individually, the link layers and a pressure plate are inserted, and then the layers are pressed together around the respective turn, the previous layers being pressed against the same turn. Each pair of adjacent turns is successively pulled apart, the link layers and the pressure plate are inserted and the layers and turns are pressed together until the top turn is reached, with link layers above it, and a sieve 27 and the perforated plate 13. Finally, the top layers are pressed against the top turn .

  An advantage of this method is that the pressure required to compress a few link layers is much lower than when the entire arrangement is pressed together. Thus, for example, the necessary force to be generated by the jaw 36 is correspondingly reduced and thus the necessary hydraulic pressure or the spindle pressure decreases accordingly; the stress on pressure-absorbing parts of the press or the like is reduced accordingly.



   If the link layers are used between separate spiral windings in succession, they will run to either side of the opposite end of each turn if they are provided with slots 31 in FIG. 2. Without these slots, however, the link layers can only be pressed around the opposite end of the turn and protrude beyond the turn, except where the link layer abuts the turn transversely. The small space left free can be filled with additional link material at this point and pressed against the winding so that links later fill the entire space inside the housing.

  After insertion, pressing and filling, the angle housing parts are set up and pressed against the links, the abutting welded edges are welded and the perforated plates are spot welded to the angle parts. During the compression of the angular parts, inlet 25 and outlet 26 of the helix are guided through the holes in the front plate 18. After the perforated plates 13 and 14 have been seam welded, the clamping jaws holding the coil and the link arrangement can be removed and the upper part 20 and the lower part 21 can be welded accordingly.



   In another heat exchanger construction according to FIGS. 9 and 10, two coils C, 'which are connected to one another by a tube 44, can be arranged at a lateral distance in the permeable transfer material H, which consists of deformable link layers in the manner of a wire mesh. One coil C 'has an inlet 45 and the other has an outlet 46, the inlet and outlet also being able to be reversed. The liquid therefore flows in counter-current to gas or liquid in one coil, but the flow is reversed for the opposite coil. This ensures the flow through at least one spiral in counterflow, regardless of the inlet and outlet used. Each coil can be generally rectangular with separate and parallel ends and sides of the coil that rise in a different spiral shape.

  The layers of the links can be placed between the coils at a somewhat greater distance than their diameter in the manner shown in FIG. 4, two slots 47 overlapping one end of the coils which are laterally adjacent in order to take up the spiral shape. As before, further link layers can be placed both above and below the helix, while this and the layers are pressed together between an upper perforated plate 48 and a lower perforated plate 49, whereby a sieve 27 can be located between the perforated plates and the links.

  The assembly is then pressed until the link layers between adjacent coils are pressed together and clamped, not only to maintain pressure contact of the link wire with the respective coils, but also to increase the contact area between the link layers and the coil surface.



   An air or liquid inlet may be located at an upper location in the rear wall 19 ', while a front wall 18 is also provided with holes or slots for receiving the inlet 45 and the outlet 46 for the coil. For dispensing air or other gas or liquid, there may be a lower outlet opening 24 in the side wall 17 'or at another suitable location in the outer plate which surrounds the outlet manifold and between the lower perforated plate 49 and the lower wall 21 'is located. The space between the upper perforated plate 48 and the upper wall 20 'serves as an inlet manifold, while the inlet opening 23' can be placed anywhere else on the edge of the inlet manifold.



   The clamping of the link layer, spiral and perforated plate arrangement can be carried out similarly as described, i.e. Compress the assembly to only a portion of its initial height, then push the side bulges inward and clamp the angle plates as described against the compressed assembly. As before, after being pressed together, the upper and lower perforated plates are attached to the inside of the side walls 16 'and 17', e.g. by spot or seam welding, while the adjacent edges of the elbows are reattached by welding at 22 '. The corresponding link layers can also be inserted between individual pairs of spiral turns and then successively pressed together as described.



   In another form shown in FIGS. 11 to 13, two groups of coils C "with three coils are provided in each group; the coils of each group are connected in parallel with upper and lower inlet manifolds 55 and 56: inlet pipes 45 and outlet pipes 46, respectively are connected accordingly for the flow direction indicated by arrows. For a reverse flow of air or another gas or liquid, the inlet and outlet distributors for the coils would be interchanged in order to obtain the opposite flow arrangement. The heat transfer material H is again between adjacent ones The turns of each helix are pressed together and result in a larger contact area of the material with the helix surface and also a compression of the fibers or wires of the links against the turns.

  The three coils of each set can be side by side to increase the effective area of the coil and end to end so that the manifolds 55 and 56 can be located at each end of the housing in which the coils are housed.



  This housing contains end plates 57 which are detachably attached to the side plates 56 and the upper and lower plates 59 and



  60 are attached by flange or bolt connections 61. The lower plate 60 is provided with an air or gas inlet 63, while the upper plate 59 has an air or gas outlet 64. The two coil groups are separated from one another by a lip web 65 with a flange 66 which goes to the wall on each side. The end plates 57 have inwardly directed flanges 66 '. For each coil set, an upper and a lower perforated plate 68 or 69 hold sieves 27 "against the heat exchange material H and thus under pressure until the edges of the perforated plates are welded to the corresponding flanges 66 and 66 '.



   Before compressing the heat exchange material H in the coils C ", a series of bars 70 are pressed into the link material on either side of the longer tracks of the rectangular coils C" (Fig. 13).



   During the compression of the limb material and the helix, the material holds the rods and thus prevents one of the helices from moving laterally. The rods 70 are thus preferably shorter than the distance between opposing sieves 27 ″ and therefore do not cause any interference from the pressing together or the attachment of the perforated plates 68 and 69 in the end position.



   A filter 71 can be provided at the air inlet of the heat exchange material H in order to prevent external objects from penetrating into the heat exchange material.



  The filter 71 can be located in a frame 72, for which conventional support bearings can be provided, and can be arranged such that the filter 71 can be removed for monitoring and / or cleaning.



   To carry out the compression of the link layers against the helical turns and against each other, other ways than those described can also be followed. Furthermore, the material from which parts are made can be changed according to the properties of the fluid passing through the coil or the gas or vapor or liquid passing through the material. For some fluids, the use of aluminum or another light metal or alloy is desirable. For others, the use of stainless steel or a corrosion-resistant other material such as Monel metal is desirable. In other cases, the use of titanium or selenium or another material such as plastic is desirable.

  In general, the metal or other material that has the best heat transfer should be used, unless the properties of one or both of the fluids require a different material. While copper and aluminum have been mentioned as materials for use as fibers and link layers, other materials such as other metals or special types of plastic can also be used for them, especially if the gas or steam is corrosive or has harmful properties for them used materials.


    

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE 1. Wärmeaustauscher mit mindestens einer von einer Flüssigkeit durchflossenen Rohrwendel mit im allgemeinen parallelen Windungen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrschichtige Lagen von Gliedern (30) im wesentlichen parallel zwischen benachbarten Windungen (12) der Rohrwendel (C) angeordnet sind, dass die Glieder aus verformbarem Material bestehen und längliche Pfade zur Wärmeleitung bilden und so angeordnet sind, das Öffnungen für den Durchfluss einer Flüssigkeit oder eines Gases senkrecht zu den Wendelwindungen zum Wärmeaustausch mit der Wendelflüssigkeit vorhanden sind und dass die Glieder (30) und die Rohrwendel (C) von Umhüllungsmitteln (16, 17) seitlich umfasst sind und oben und unten von auf die letzten Wendelwindungen wirkenden gelochten Abschlussmitteln (13, 14) so zusammengehalten und -gedrückt sind,  PATENT CLAIMS 1. Heat exchanger with at least one tube through which a liquid flows, with generally parallel windings, characterized in that multilayer layers of links (30) are arranged essentially parallel between adjacent turns (12) of the tube coil (C), that the links are made of deformable Material exist and elongate paths for heat conduction and are arranged so that there are openings for the flow of a liquid or a gas perpendicular to the spiral turns for heat exchange with the spiral liquid and that the members (30) and the tube spiral (C) of wrapping agents ( 16, 17) are encompassed on the sides and are held and pressed together at the top and bottom by perforated closing means (13, 14) acting on the last spiral turns, dass die Glieder (30) an die anliegenden Wendelwindungen (12) gepresst und verformt sind.  that the links (30) are pressed and deformed against the adjacent spiral windings (12). 2. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder Maschen mit Litzen aufweisen.  2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the links have meshes with strands. 3. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gelochten Abschlussmitel (13, 14) Platten sind, welche senkrecht zur Wendelachse liegen und zwischen diesen Platten und den Endwindungen der Wendel, mindestens auf der Eintrittsseite des Gases oder der Flüssigkeit, ein Sieb (27) angeordnet ist.  3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the perforated end means (13, 14) are plates which are perpendicular to the coil axis and between these plates and the end turns of the coil, at least on the inlet side of the gas or liquid, a sieve ( 27) is arranged. 4. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Umhüllungsmittel ein paar Winkelteile (16, 17) aufweisen, welche auf die Seiten und Enden der Glieder (30) drücken.  4. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the lateral wrapping means have a few angular parts (16, 17) which press on the sides and ends of the links (30). 5. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Reihe von Wendeln mit Einlässen (45') und Auslässen (46') aneinandergereiht ist, - eine Sammelleitung (55) alle Einlässe (45') verbindet, - eine Sammelleitung (56) alle Auslässe (46') verbindet - und die Einlässe (45') und Auslässe (46') dieser Wendeln durch die seitlichen Umhüllungsmittel der Wendel herausgeführt sind.  5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that - a series of coils with inlets (45 ') and outlets (46') are lined up, - a manifold (55) connects all inlets (45 '), - a manifold (56 ) connects all outlets (46 ') - and the inlets (45') and outlets (46 ') of these coils are led out through the lateral wrapping means of the coil. 6. Verfahren zur Herstellung des Wärmeaustauschers gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder (30) zwischen den Windungen (12) so zusammengedrückt werden, dass der Abstand zwischen benachbarten Windungen abnimmt und die Glieder zwischen den Windungen und untereinander komprimiert werden und in Berührung mit den Windungen verformt werden, wobei die Glieder (30) in der verformten und gepressten Lage festgehalten werden, und, dank dem angepressten Kontakt Glieder/Wendelwindungen und der Wärmeleitung durch die Glieder, die Wärme der Wendelflüssigkeit an das Gas oder die Flüssigkeit, welche die Öffnungen zwischen den Gliedern durchströmt, abgeführt wird.  6. A method of manufacturing the heat exchanger according to claim 1, characterized in that the links (30) between the turns (12) are compressed so that the distance between adjacent turns decreases and the links between the turns and each other are compressed and in contact deformed with the turns, holding the links (30) in the deformed and pressed position, and, thanks to the pressed contact links / coil turns and the heat conduction through the links, the heat of the coil liquid to the gas or liquid which the Flows through openings between the links, is discharged. 7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder zwischen den Windungen durch Zusammendrücken der Endwindungen komprimiert werden.  7. The method according to claim 6, characterized in that the links between the turns are compressed by compressing the end turns. 8. Verfahren gemäss Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder in der Mitte einer Seite nach innen geschlitzt werden, so dass sie beim Einschieben zwischen zwei Wendelwindungen auf der Verbindungsseite der beiden Wendelwindungen unter und über die Verbindungswindung zu liegen kommen.  8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the links are slotted inwards in the middle of one side, so that when inserted between two spiral turns on the connecting side of the two spiral turns they come to lie below and above the connecting turn. 9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von Stiften an verschiedenen Punkten an den Wendelwindungen in die Glieder eingefügt werden, um die Windungen während dem Zusammendrücken zu führen.  9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that a series of pins are inserted into the links at different points on the helical turns in order to guide the turns during the compression. Die Erfindung bezieht sich auf Wärmeaustauscher und auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung, wobei diese Wärmeaus tauscher im besonderen die Wärme zwischen einer Flüssig keit und einem Fluidum (Gas oder Flüssigkeit) übertragen.  The invention relates to heat exchangers and to a process for their manufacture, these heat exchangers in particular transferring the heat between a liquid and a fluid (gas or liquid). Bei den bisherigen Gegenstromwärmeaustauschern beträgt der Temperaturunterschied zwischen dem flüssigen Heiz oder Kühlmittel und dem austretenden Fluidum mehrere Grade. Sogar bei den Wärmeaustauschern mit den verschie densten Rohranordnungen - parallele Rohre, Rohrwendel oder Rohr mit mehreren Windungen in derselben Ebene -, wobei die Rohre immer mit Rippen versehen sind, ist die Temperaturdifferenz unangenehm gross.  In the previous countercurrent heat exchangers, the temperature difference between the liquid heating or cooling medium and the escaping fluid is several Degrees. Even in the case of heat exchangers with a wide variety of pipe arrangements - parallel pipes, coiled tubing or pipes with several turns in the same plane - the pipes always being provided with fins, the temperature difference is uncomfortably large. Eine Druckzunahme, um den Durchfluss von Flüssigkeit durch das Rohr oder die Strömung des Fluidums über die Rohroberfläche zu erhöhen, hat die Wärmeübertragung nicht ausreichend verbessert, um die zusätzlichen Kosten für Pumpen oder Gebläse zu rechtfertigen.  An increase in pressure to determine the flow of liquid through the pipe or the flow of fluid across the Increasing pipe surface area has not improved heat transfer enough to justify the additional cost of pumps or blowers. Zudem sind kleinere und günstige Wärmeaustauscher nicht in der Lage, Wärme zwischen einer Flüssigkeit und einem Fluidum so auszutauschen, dass kleine Energieunterschiede genutzt werden könnten.  In addition, smaller and inexpensive heat exchangers are not able to exchange heat between a liquid and a fluid in such a way that small energy differences could be used. Dazu wäre eine möglichst grosse Oberfläche für den Wärmeaustausch nötig, die bisher nur mit kostspieligen Verästelungen und Bearbeitungen zu erreichen war.  This would require the largest possible surface for heat exchange, which previously could only be achieved with expensive ramifications and processing. Die Aufgabe, welche der Erfindung zugrunde liegt, war ein neuer Wärmeaustauscher zu schaffen; er hatte einen besseren Wirkungsgrad, gekennzeichnet durch den Temperaturunterschied zwischen den Medien, zu erreichen; er hatte Glieder- oder Maschenmaterial mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit zu den Wänden von Rohren oder Wendel zu verwenden; er sollte vielseitig einsetzbar, wirtschaftlich herstellbar und leistungsfähig sein.  The object on which the invention is based was to create a new heat exchanger; it had better efficiency, characterized by the temperature difference between the media; he had to use link or mesh material with a high thermal conductivity to the walls of pipes or coils; it should be versatile, economical to produce and efficient. Weitere Aufgaben waren: ein neues und einfaches Herstellungsverfahren des Wärmeaustausches anzugeben, ein Verfahren anzugeben, bei welchem eine sehr enge Berührung zwischen den Drähten oder Fasern des Maschenmaterials, welche von einem Fluidum durchflossen sind, und dem Rohr oder der Wendel, welche von der Flüssigkeit durchflossen ist; das Verfahren sollte gute Ergebnisse liefern.  Further tasks were: to specify a new and simple production process for heat exchange, to specify a process in which there was a very close contact between the wires or fibers of the mesh material, through which a fluid flows, and the tube or coil, through which the liquid flows is; the procedure should give good results. Der Wärmeaustauscher nach der Erfindung enthält mindestens eine Rohrwendel mit mehreren parallelen Windungen.  The heat exchanger according to the invention contains at least one tube coil with several parallel turns. Er ist durch den Patentanspruch 1 definiert. It is defined by claim 1. Das Verfahren zur Herstellung des Wärmeaustauschers nach der Erfindung ist im Anspruch 6 definiert.  The method of manufacturing the heat exchanger according to the invention is defined in claim 6. Die Ausführung der Erfindung wird nun in nachfolgenden Beispielen und den dazugehörigen Figuren erläutert. In diesen ist: Fig. 1 ein Querschnitt entlang der Linie 1-1 der Fig. 2 bei einem Wärmeaustauscher nach der Erfindung; Fig. 2 ein Horizontalschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 ein Längsschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1; Fig. 4 ein Teilschnitt in grösserem Masstab mit mehreren verteilt liegenden Windungen und Schichten von nicht zusammengepressten Wärmeübertragungsgliedern vor deren Zusammenpressung; Fig. 5 ein Teilschnitt, ebenfalls in grösserem Masstab von verschiedenen Windungen und Wärmeübertragungsgliedem nach deren Zusammenpressung; Fig. 6 ein Vertikalschnitt, der im kleineren Masstab der Fig. 4 entspricht, mit einem Paar Klemmbacken, bereit zum Zusammenpressen;  The embodiment of the invention is now explained in the following examples and the associated figures. In these is: Fig. 1 is a cross section along the line 1-1 of Figure 2 in a heat exchanger according to the invention. Fig. 2 is a horizontal section along the line 2-2 of Fig. 1; Fig. 3 is a longitudinal section along the line 3-3 of Fig. 1; 4 shows a partial section on a larger scale with a plurality of distributed windings and layers of non-compressed heat transfer elements before they are pressed together; 5 shows a partial section, likewise on a larger scale, of various turns and heat transfer elements after they have been pressed together; Fig. 6 is a vertical section, corresponding to the smaller scale of Fig. 4, with a pair of jaws ready to be pressed together; ; Fig. 7 ein Vertikalschnitt, ähnlich der Fig. 1, bei dem aber die Klemmbacken nach Fig. 6 mit zusätzlichen Sätzen von Klemmbacken und bei Beendigung des Klemmvorgangs gezeigt wird; Fig. 8 ein Horizontalschnitt, der der Fig. 2 entspricht, mit **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**. ; Fig. 7 is a vertical section, similar to Fig. 1, but in which the jaws of FIG. 6 with additional sets of Jaws and is shown at the end of the clamping process; Fig. 8 is a horizontal section, which corresponds to Fig. 2, with ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109186282A (en) * 2018-08-24 2019-01-11 深圳市贝腾科技有限公司 Heat-exchange device and freeze drying equipment
CN109200618A (en) * 2018-08-24 2019-01-15 深圳市贝腾科技有限公司 Freeze drying equipment
CN109351137A (en) * 2018-11-22 2019-02-19 深圳市贝腾科技有限公司 Freeze drier
CN110201499A (en) * 2018-11-06 2019-09-06 深圳市贝腾科技有限公司 Heat-exchange device and freeze drier

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