DE102010047364A1 - Wirbulator insert for heat exchangers with tubular heat transfer surfaces - Google Patents

Wirbulator insert for heat exchangers with tubular heat transfer surfaces Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wirbulatoreinsatz (1) für Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen (2), umfassend einen um die Längsachse des Wirbulatoreinsatzes (1) gewundenen Körper (3), wobei der Körper (3) aus wenigstens zwei Teilen (4, 5) besteht, welche relativ zueinander beweglich verbindbar ausgestaltet sind.The invention relates to a vortex insert (1) for heat exchangers with tubular heat transfer surfaces (2), comprising a body (3) wound around the longitudinal axis of the vortex insert (1), the body (3) consisting of at least two parts (4, 5), which are designed to be movable relative to one another.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wirbulatoreinsatz für Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen, umfassend einen um die Längsachse des Wirbulatoreinsatzes gewundenen Körper.The invention relates to a turbulator insert for heat exchangers with tubular heat transfer surfaces, comprising a wound around the longitudinal axis of the Wirbelbereineinsatzes body.

Wirbulatoreinsätze der genannten Art sind beispielsweise aus der DE 29 707 325 U1 bekannt. Bei solchen Einsätzen handelt es sich um in Längsrichtung des Wirbulatoreinsatzes gewundene Körper, vorzugsweise Bleichstreifen. Diese Einsätze dienen dazu, die im Wesentlichen laminare Strömung eines Trägermediums, welches beispielsweise flüssig oder gasförmig ist, innerhalb der rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen zu unterbrechen und dadurch an die Wandung der rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen zwecks Intensivierung des Wärmeüberganges zu führen.Wirbulatoreinsätze of the type mentioned are for example from the DE 29 707 325 U1 known. Such inserts are wound in the longitudinal direction of the vortex insert body, preferably bleaching strips. These inserts serve to interrupt the substantially laminar flow of a carrier medium, which is, for example, liquid or gaseous, within the tubular heat transfer surfaces and thereby to lead to the wall of the tubular heat transfer surfaces in order to intensify the heat transfer.

Im Zuge von Wartungsarbeiten müssen die rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen inspiziert und gereinigt werden, wobei die Wirbulatoreinsätze ausgebaut werden müssen. Insbesondere bei langgestreckten, senkrecht angeordneten rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen und beengten Raumverhältnissen am Aufstellungsort der rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen gestalten sich diese Arbeiten äußerst schwierig.In the course of maintenance, the tubular heat transfer surfaces must be inspected and cleaned, whereby the Vorbulereineinsätze must be removed. Especially with elongated, vertically arranged tubular heat transfer surfaces and limited space at the site of the tubular heat transfer surfaces make this work extremely difficult.

In der DE 44 06 302 A1 wird diesbezüglich vorgeschlagen, dass die entsprechenden rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen an einer Längsseite offen ausgebildet sind. Nachteilig daran ist, dass die offenen Längsseiten der rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen während des Betriebs verschlossen werden müssen, damit keine Wärme entweicht, was zu einem erhöhten konstruktivem Aufwand führt.In the DE 44 06 302 A1 is proposed in this regard that the corresponding tubular heat transfer surfaces are formed open on one longitudinal side. The disadvantage of this is that the open longitudinal sides of the tubular heat transfer surfaces must be closed during operation, so that no heat escapes, resulting in an increased design effort.

Aufgabe der Erfindung ist es, Wirbulatoreinsätze bereitzustellen, welche auch bei beengten Raumverhältnissen einfach in Wärmedurchgangsflächen eingebracht bzw. aus den rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen entfernt werden können.The object of the invention is to provide Wirbulatoreinsätze, which can be easily introduced even in confined spaces in heat transfer surfaces or removed from the tubular heat transfer surfaces.

Gelöst wird die Aufgabe durch einen Wirbulatoreinsatz für Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen, umfassend einen um die Längsachse des Wirbulatoreinsatzes gewundenen Körper, wobei der Körper aus mindestens zwei Teilen besteht, welche relativ zueinander beweglich verbindbar ausgestaltet sind. Dadurch, dass die wenigstens zwei Teile des Körpers relativ zueinander beweglich verbunden sind, kann die Gesamtlänge des gewundenen Körpers durch eine Relativbewegung zwischen den mindestens zwei Teilen des Körpers verringert werden, wodurch der Einbau bzw. Ausbau eines solchen Wirbulatoreinsatzes in rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen deutlich vereinfacht wird.The object is achieved by a vortex use for heat exchangers with tubular heat transfer surfaces, comprising a wound around the longitudinal axis of the Vorbulatoreinsatzes body, wherein the body consists of at least two parts which are designed to be movable relative to each other connectable. Characterized in that the at least two parts of the body are movably connected relative to each other, the total length of the tortuous body can be reduced by a relative movement between the at least two parts of the body, whereby the installation or expansion of such a Vortexulator insert is significantly simplified in tubular heat transfer surfaces.

Nach dem Einbau des erfindungsgemäßen Wirbulatoreinsatzes in eine rohrförmige Wärmedurchgangsfläche werden die wenigstens zwei Teile des gewundenen Körpers relativ zueinander durch die radiale Begrenzung der rohrförmigen Wärmedurchgangsfläche fixiert, sodass sich ein in der Länge starrer Wirbulatoreinsatz ergibt.After installation of the turbulator insert according to the invention in a tubular heat transfer surface, the at least two parts of the tortuous body are fixed relative to each other by the radial boundary of the tubular heat transfer surface, so that results in a rigid vortex in the insert.

Durch eine Anpassung der Länge der einzelnen Teile des gewundenen Körpers können Wirbulatoreinsätze bereitgestellt werden, die auch bei äußerst begrenzten Platzverhältnissen eingesetzt werden können.By adjusting the length of the individual parts of the tortuous body, it is possible to provide turbulator inserts which can also be used in extremely limited space.

Nach einer Variante der Erfindung ist die Verbindung zwischen den wenigstens zwei Teilen des Körpers lösbar ausgestaltet. Dadurch, dass die Verbindung zwischen den wenigstens zwei Teilen des Körpers lösbar ist, können einzelne Teile des Wirbulatoreinsatzes auf einfache Art und Weise ausgetauscht werden. Eine solche lösbare Verbindung zwischen den wenigstens zwei Teilen des gewundenen Körpers umfasst beispielsweise eine Schraubverbindung, eine Rastverbindung oder eine Bolzenverbindung.According to a variant of the invention, the connection between the at least two parts of the body is made detachable. Characterized in that the connection between the at least two parts of the body is solvable, individual parts of the Wirbulatoreinsatzes can be exchanged in a simple manner. Such a detachable connection between the at least two parts of the coiled body comprises, for example, a screw connection, a latching connection or a bolt connection.

Nach einer alternativen Variante der Erfindung ist die Verbindung zwischen den wenigstens zwei Teilen des Körpers nicht lösbar ausgestaltet, beispielsweise mittels einer Nietverbindung.According to an alternative variant of the invention, the connection between the at least two parts of the body is designed not detachable, for example by means of a riveted joint.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist die Verbindung zwischen den wenigstens zwei Teilen des gewundenen Körpers durch ein ringförmiges Element ausgebildet. Im Falle einer lösbaren Verbindung ist das ringförmige Element beispielsweise wie ein Karabinerhaken ausgestaltet. Bei einer nicht lösbaren Verbindung ist das ringförmige Element als Rundkettenglied ausgestaltet. Eine Verbindung mittels eines ringförmigen Elements hat den Vorteil, dass die Relativbewegung zwischen den wenigstens zwei Teilen des Körpers hinsichtlich eines Verschwenkungswinkels kaum eingeschränkt ist und gleichzeitig eine Relativbewegung zwischen den beiden Teilen des gewundenen Körpers in Längsrichtung nahezu vermieden wird.According to a further variant of the invention, the connection between the at least two parts of the tortuous body is formed by an annular element. In the case of a releasable connection, the annular element is configured, for example, like a snap hook. In a non-detachable connection, the annular element is designed as a round chain link. A connection by means of an annular element has the advantage that the relative movement between the at least two parts of the body with respect to a Verschwenkungswinkels is hardly limited and at the same time a relative movement between the two parts of the coiled body in the longitudinal direction is almost avoided.

Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung ist die Verbindung zwischen den wenigstens zwei Teilen des Körpers so ausgebildet, dass die beiden um wenigstens 90° relativ zueinander bewegbar sind, vorzugsweise bis zu 180°. Dadurch ist gewährleistet, dass der Wirbulatoreinsatz in rohrförmige Wärmedurchgangsflächen eingesetzt bzw. ausgebaut werden kann, solange die Länge der einzelnen Teile des Körpers geringer sind als der zur Verfügung stehende Raum zum Ein- bzw. Ausbau.According to a preferred variant of the invention, the connection between the at least two parts of the body is formed so that the two are movable by at least 90 ° relative to each other, preferably up to 180 °. This ensures that the turbulator insert can be used or removed in tubular heat transfer surfaces, as long as the length of the individual parts of the body are smaller than the available space for installation or removal.

Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung besteht der Körper aus Metall oder einem glasartigen Werkstoff, insbesondere aus Materialien, die nach dem Gussverfahren, z. B. Spritzguss, weiterverarbeitbar sind.According to an expedient variant of the invention, the body is made of metal or a glassy material, in particular of materials which are produced by the casting process, for. As injection molding, are processed.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments illustrated in FIGS.

Es zeigen:Show it:

1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wirbulatoreinsatzes, 1 a perspective view of a first embodiment of a turbulator insert according to the invention,

2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wirbulatoreinsatzes vor einer Relativbewegung zwischen den zwei Teilen des gewundenen Körpers, 2 a perspective view of a second embodiment of a turbulator insert according to the invention before a relative movement between the two parts of the tortuous body,

3 eine perspektivische Ansicht des Wirbulatoreinsatzes aus 2 nach einer Relativbewegung zwischen den zwei Teilen des gewundenen Körpers und 3 a perspective view of the Wirbulatoreinsatzes 2 after a relative movement between the two parts of the tortuous body and

4 eine schematische Ansicht des Ein- bzw. Ausbaus eines erfindungsgemäßen Wirbulatoreinsatzes. 4 a schematic view of the installation or removal of a turbulator insert according to the invention.

Der in 1 dargestellte Wirbulatoreinsatz 1 für Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen 2 umfasst einen um die Längsachse des Wirbulatoreinsatzes 1 gewundenen Körper 3. Der gewundene Körper 3 besteht aus wenigstens zwei Teilen 4, 5, welche relativ zueinander beweglich verbindbar ausgestaltet sind.The in 1 Wirbulatoreinsatz shown 1 for heat exchangers with tubular heat transfer surfaces 2 includes one about the longitudinal axis of the vortex insert 1 spiral body 3 , The spiral body 3 consists of at least two parts 4 . 5 , which are designed to be movable relative to each other connectable.

Die Verbindung 6 zwischen den wenigstens zwei Teilen 4, 5 des Körpers 3 kann lösbar oder nicht lösbar ausgestaltet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verbindung 6 zwischen den wenigstens zwei Teilen 4, 5 des Körpers 3 durch ein ringförmiges Element 7 ausgebildet. Bei einer lösbaren Verbindung 6 ist das ringförmige Element 7 nach Art eines Karabinerhakens ausgestaltet, während das ringförmige Element 7 der Verbindung 6 bei einer nicht lösbaren Verbindung 6 als Rundkettenglied ausgestaltet ist.The connection 6 between the at least two parts 4 . 5 of the body 3 can be made detachable or non-detachable. In the illustrated embodiment, the connection 6 between the at least two parts 4 . 5 of the body 3 through an annular element 7 educated. For a detachable connection 6 is the annular element 7 designed in the manner of a snap hook, while the annular element 7 the connection 6 in a non-detachable connection 6 designed as a round chain link.

Die Verbindung 6 zwischen den zwei Teilen 4, 5 des Körpers 3 ist so ausgebildet, dass die beiden Teilen 4, 5 um wenigstens 90° relativ zueinander bewegbar sind, vorzugsweise bis zu 180°.The connection 6 between the two parts 4 . 5 of the body 3 is designed so that the two parts 4 . 5 be movable by at least 90 ° relative to each other, preferably up to 180 °.

Der in 1 dargestellte Wirbulatoreinsatz 1 umfasst einen Körper aus Grauguss.The in 1 Wirbulatoreinsatz shown 1 includes a body of gray cast iron.

Der in 2 dargestellte Wirbulatoreinsatz 1 für Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen 2 umfasst einen um die Längsachse des Wirbulatoreinsatzes 1 gewundenen Körper 3 aus Metall. Der gewundene Körper 3 des Wirbulatoreinsatzes 1 aus 2 besteht aus den zwei Teilen 4, 5, welche relativ zueinander beweglich verbunden sind. Die Verbindung 6 zwischen den zwei Teilen 4, 5 des Körpers 3 ist lösbar ausgestaltet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verbindung 6 zwischen den zwei Teilen 4, 5 durch eine Schraubverbindung 8 ausgebildet.The in 2 Wirbulatoreinsatz shown 1 for heat exchangers with tubular heat transfer surfaces 2 includes one about the longitudinal axis of the vortex insert 1 spiral body 3 made of metal. The spiral body 3 of the use of the vortex 1 out 2 consists of the two parts 4 . 5 which are movably connected relative to each other. The connection 6 between the two parts 4 . 5 of the body 3 is designed detachable. In the illustrated embodiment, the connection 6 between the two parts 4 . 5 through a screw connection 8th educated.

Der in 2 dargestellte Wirbulatoreinsatz 1 ist in einem gestreckten Zustand, wie er in einem eingebauten Zustand innerhalb einer rohrförmigen Wärmedurchgangsfläche vorliegt.The in 2 Wirbulatoreinsatz shown 1 is in a stretched state as it is in an installed condition within a tubular heat transfer surface.

In 3 ist der Wirbulatoreinsatz 1 für Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen aus 2 in einem Zustand nach einer Relativbewegung zwischen den zwei Teilen 4, 5 des gewundenen Körpers 3 dargestellt. In einem derart abgeknickten Zustand kann der Wirbulatoreinsatz 1 auf einfache Art und Weise in einen Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen 2 eingebracht werden bzw. aus diesem entfernt werden.In 3 is the use of the vortex 1 for heat exchangers with tubular heat transfer surfaces 2 in a state after a relative movement between the two parts 4 . 5 of the spiral body 3 shown. In such a bent state, the vortex use 1 in a simple manner in a heat exchanger with tubular heat transfer surfaces 2 be introduced or removed from this.

In 4 ist schematisch der Ein- bzw. Ausbau eines erfindungsgemäßen Wirbulatoreinsatzes 1 bei einem Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen 2 eines Kraftwerkkessels dargestellt. Erfindungsgemäß umfasst der Wirbulatoreinsatz 1 einen um die Längsachse des Wirbulatoreinsatzes 1 gewundenen Körper 3, wobei der Körper 3 aus wenigstens zwei Teilen 4, 5 besteht, welche relativ zueinander beweglich verbindbar ausgestaltet sind. Die Verbindung 6 zwischen den wenigstens zwei Teilen 4, 5 des Körpers 3 kann lösbar oder nicht lösbar ausgestaltet sein. Beispiele für eine lösbare Verbindung zwischen den zwei Teilen 4, 5 des Körpers 3 sind Schraubverbindungen, Rastverbindungen oder Bolzenverbindungen. Beispiele für nicht lösbare Verbindungen zwischen den wenigstens zwei Teilen 4, 5 des Körpers 3 sind Nietverbindungen oder Rundkettenglieder.In 4 is schematically the installation or removal of a turbulator insert according to the invention 1 in a heat exchanger with tubular heat transfer surfaces 2 shown a power plant boiler. According to the invention, the turbulator insert comprises 1 one around the longitudinal axis of the vortex insert 1 spiral body 3 , where the body 3 from at least two parts 4 . 5 exists, which are configured movable relative to each other connectable. The connection 6 between the at least two parts 4 . 5 of the body 3 can be made detachable or non-detachable. Examples of a detachable connection between the two parts 4 . 5 of the body 3 are screw connections, latching connections or bolt connections. Examples of non-detachable connections between the at least two parts 4 . 5 of the body 3 are riveted joints or round chain links.

Beim Ein- oder Ausbau eines Wirbulatoreinsatzes 1 in einem Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen 2 werden die wenigstens zwei Teile 4, 5 des Körpers 3 vor Erreichen einer Begrenzung 9 mittels der Verbindung 6 zwischen den wenigstens zwei Teilen 4, 5 relativ zueinander bewegt, sodass die Begrenzung 9 einem Ein- bzw. Ausbau des Wirbulatoreinsatzes in bzw. aus dem Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen 2 nicht entgegensteht. Dazu ist die Länge der einzelnen Teile 4, 5 des Körpers 3 geringer ausgebildet als der Abstand zwischen dem Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen 2 und der Begrenzung 9.When installing or removing a vortex insert 1 in a heat exchanger with tubular heat transfer surfaces 2 become the at least two parts 4 . 5 of the body 3 before reaching a limit 9 by means of the connection 6 between the at least two parts 4 . 5 moved relative to each other, so the limit 9 an installation or removal of the Wirbulatoreinsatzes in or out of the heat exchanger with tubular heat transfer surfaces 2 does not conflict. This is the length of the individual parts 4 . 5 of the body 3 less than the distance between the heat exchanger with tubular heat transfer surfaces 2 and the limit 9 ,

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
WirbulatoreinsatzWirbulatoreinsatz
22
Wärmetauscher mit rohrförmigen WärmedurchgangsflächenHeat exchanger with tubular heat transfer surfaces
33
Körperbody
44
Teil des KörpersPart of the body
55
Teil des KörpersPart of the body
66
Verbindungconnection
77
ringförmiges Elementannular element
88th
Schraubverbindungscrew
99
Begrenzunglimit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 4406302 A1 [0004] DE 4406302 A1 [0004]

Claims (8)

Wirbulatoreinsatz (1) für Wärmetauscher mit rohrförmigen Wärmedurchgangsflächen (2), umfassend einen um die Längsachse des Wirbulatoreinsatzes (1) gewundenen Körper (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (3) aus wenigstens zwei Teilen (4, 5) besteht, welche relativ zueinander beweglich verbindbar ausgestaltet sind.Wirbulatoreinsatz ( 1 ) for heat exchangers with tubular heat transfer surfaces ( 2 ), comprising one about the longitudinal axis of the vortex insert ( 1 ) convoluted body ( 3 ), characterized in that the body ( 3 ) of at least two parts ( 4 . 5 ), which are designed to be movable relative to each other connectable. Wirbulatoreinsatz (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (6) zwischen den wenigstens zwei Teilen (4, 5) des Körpers (3) lösbar ausgestaltet ist.Wirbulatoreinsatz ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the compound ( 6 ) between the at least two parts ( 4 . 5 ) of the body ( 3 ) is designed releasably. Wirbulatoreinsatz (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung (6) zwischen den wenigstens zwei Teilen (4, 5) eine Schraubverbindung (8), eine Rastverbindung oder ein Bolzenverbindung umfasst.Wirbulatoreinsatz ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the detachable connection ( 6 ) between the at least two parts ( 4 . 5 ) a screw connection ( 8th ), a latching connection or a bolt connection. Wirbulatoreinsatz (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (6) zwischen den wenigstens zwei Teilen (4, 5) des Körpers (3) nicht lösbar ausgestaltet ist.Wirbulatoreinsatz ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the compound ( 6 ) between the at least two parts ( 4 . 5 ) of the body ( 3 ) is designed not detachable. Wirbulatoreinsatz (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (6) zwischen den wenigstens zwei Teilen (4, 5) des Körpers (3) eine Nietverbindung umfasst.Wirbulatoreinsatz ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the compound ( 6 ) between the at least two parts ( 4 . 5 ) of the body ( 3 ) comprises a riveted joint. Wirbulatoreinsatz (1) nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (6) zwischen den wenigstens zwei Teilen (4, 5) des Körpers (3) durch ein ringförmiges Element (7) ausgebildet ist.Wirbulatoreinsatz ( 1 ) according to claim 2 or 4, characterized in that the compound ( 6 ) between the at least two parts ( 4 . 5 ) of the body ( 3 ) by an annular element ( 7 ) is trained. Wirbulatoreinsatz (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (6) zwischen den wenigstens zwei Teilen (4, 5) des Körpers (3) so ausgebildet ist, dass die beiden Teile (4, 5) um wenigstens 90° relativ zueinander bewegbar sind, vorzugsweise bis zu 180°.Wirbulatoreinsatz ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the compound ( 6 ) between the at least two parts ( 4 . 5 ) of the body ( 3 ) is designed so that the two parts ( 4 . 5 ) are movable by at least 90 ° relative to each other, preferably up to 180 °. Wirbulatoreinsatz (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (3) aus Metall oder einem glasartigen Werkstoff besteht, insbesondere aus Materialien, die nach dem Gussverfahren weiterverarbeitbar sind.Wirbulatoreinsatz ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the body ( 3 ) consists of metal or a glassy material, in particular of materials that are further processed by the casting process.
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