DE1501625B1

DE1501625B1 - PROCEDURE FOR SEALING THE SPACE BETWEEN PIPE BODY AND CASING PIPE OF A HEAT TRANSFER

Info

Publication number: DE1501625B1
Application number: DE19661501625
Authority: DE
Inventors: Stefan Ammann
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1965-12-31
Filing date: 1966-01-19
Publication date: 1971-11-11
Also published as: CH449067A; FR1501512A; GB1117979A; NL6600945A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten des Raumes zwischen Rohrbündel und Mantelröhr eines Wärmeübertragers, wobei die das Rohrbündel bildenden Rippenrohre lückenlos aneinanderliegen und in Rohrböden enden.The invention relates to a method for sealing the space between the tube bundle and Jacket tube of a heat exchanger, the finned tubes forming the tube bundle lying against one another without gaps and end in tube sheets.

Derartige Wärmeübertrager finden insbesondere in den Fällen Anwendung, wo die im Wärmeaustausch stehenden Medien stark unterschiedliche Wärmeübergangswerte aufweisen. Das Medium mit dem schlechteren Wärmeübergangswert strömt hierbei auf der berippten Seite der Rohre, so daß der Nachteil des schlechteren Wärmeüberganges durch die für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehende größere Oberfläche auf der Rippenseite der Rohre weitgehend ausgeglichen wird.Such heat exchangers are used in particular in cases where the heat exchange standing media have very different heat transfer values. The medium with the worse Heat transfer value flows here on the finned side of the tubes, so that the disadvantage of poorer heat transfer due to the larger one available for heat exchange Surface on the rib side of the tubes is largely leveled out.

Zur Vermeidung einer Bypasswirkung durch den Raum zwischen dem Mantelrohr und dem Rohrbündel war es seither üblich, diesen Zwischenraum durch Profilstücke auszufüllen. Die Bearbeitung dieser Stücke erfordert jedoch einen relativ hohen Arbeitsaufwand, wenn eine wirksame Abdichtung erreicht werden soll.To avoid a bypass effect through the space between the jacket tube and the tube bundle Since then it has been customary to fill this gap with profile pieces. Editing this However, pieces require a relatively large amount of labor if an effective seal is to be achieved shall be.

Da aus wirtschaftlichen Gründen bei den üblichen Wärmeübertragern keine kalibrierten Rohre verwendet werden und somit die Durchmesser des Mantelrohres bzw. der Rohre des Rohrbündels etwas variieren, ist bei der genannten Ausführungsweise eine serienmäßige Herstellung von Wärmeübertragern nicht möglich, da für jeden Wärmeübertrager die Profilstücke gesondert angefertigt werden müßten.Since, for economic reasons, no calibrated tubes are used in the usual heat exchangers and thus the diameter of the jacket tube or the tubes of the tube bundle vary somewhat, is a series production of heat exchangers in the mentioned embodiment not possible, as the profile pieces would have to be made separately for each heat exchanger.

Bei einer bekannten Ausführungsform für einen Röhrenwärmeübertrager sollen die Zwischenräume zwischen dem Rohrbündel und der Behälterwand mit Füllkörpern, wie Keramik- oder Kunststoffkugeln, von einer den lichten Rohrabstand übersteigenden Größe ausgefüllt sein. Wenn auch der Zwischenraum zwischen Rohrbündel und Behälterwand in diesem Fall mit einem wesentlichen Strömungswiderstand behaftet ist, so läßt sich jedoch eine Bypassströmung durch diesen Raum nicht vermeiden.In a known embodiment for a tubular heat exchanger, the interspaces between the tube bundle and the container wall with fillers, such as ceramic or plastic balls, be filled by a size that exceeds the clear pipe spacing. Even if the space in between between the tube bundle and the container wall in this case with a substantial flow resistance is afflicted, however, a bypass flow through this space cannot be avoided.

Weitere bekannte Ausführungsformen von Röhrenwärmeübertragern sehen eine Füllung des Raumes zwischen Mantelrohr und Rohrbündel aus zerknitterter Aluminiumfolie vor. Auch bei einer derartigen Füllung kann zwar eine wesentliche Erhöhung des Strömungswiderstandes im Zwischenraum erzielt werden, jedoch fehlt jegliche Kontrolle darüber, in welchem Maße noch Bypasswirkungen durch Längskanäle zwischen den Folien auftreten. Eine vollständige Abdichtung des Zwischenraumes ist kaum zu erreichen, da die bekannte Herstellungsweise mit einem erheblichen Verarbeitungsrisiko behaftet ist.Further known embodiments of tubular heat exchangers see a filling of the space between the jacket pipe and the pipe bundle made of crumpled aluminum foil. Even with one of these Filling can achieve a substantial increase in the flow resistance in the space However, there is no control over the extent to which bypass effects through longitudinal channels are still present occur between the foils. A complete sealing of the space is hardly possible Achieve, since the known production method is associated with a considerable processing risk.

Die Erfindung hat es sich gegenüber den bekannten Ausführungsformen zur Aufgabe gemacht, mit Hilfe eines einfachen Verfahrens den Raum zwischen dem Mantelrohr und dem Rohrbündel für den Durchfluß des die Rohre umströmenden Mittels vollständig zu versperren, ohne daß die Absperrmittel eine Anpaßarbeit an die Konstruktionsmittel des Wärmeübertragers erforderlich machen, was besonders bei einer serienmäßigen Herstellung von wesentlicher Bedeutung ist.The invention has made it to the task of the known embodiments, with Using a simple method, the space between the jacket pipe and the tube bundle for the To completely block the flow of the medium flowing around the pipes without the blocking means make an adaptation work to the design means of the heat exchanger necessary, which is particularly is essential in series production.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daßThe inventive method consists in that

a) das Rohrbündel von einer Folie umhüllt wird,a) the tube bundle is wrapped in a film,

b) der R.aum zwischen dem Mantelrohr, dem unteren Rohrboden und der Folie bis zu einer Teilhöhe von einer Gießmasse bei mindestens nahezu vertikaler Lage des Wärmeübertragers ausgegossen wird,b) the space between the jacket tube, the lower tube sheet and the foil up to a partial height poured by a casting compound with the heat exchanger in an at least almost vertical position will,

c) daß sodann nach Aushärten dieser Gießmasse der darüberliegende Zwischenraum zwischen dem Mantelrohr und der Folie mindestens über einen Teil der berippten Länge des Rohrbündels mit einem vergießbaren Kunstharz ausgegossen wird undc) that then, after this casting compound has hardened, the space above it between the jacket tube and the film at least over part of the ribbed length of the tube bundle is filled with a castable synthetic resin and

d) nach dessen Aushärten die Gießmasse aus dem unteren Teil des Wärmeübertragers entfernt wird.d) after it has hardened, the casting compound is removed from the lower part of the heat exchanger will.

Dem aus Kunstharz bestehenden Füllstoff wird zweckmäßig, insbesondere zur Erhöhung der Druckfestigkeit und zur Erzielung niedrigerer Aushärttemtemperaturen, granulierter bzw. pulverisierter Feststoff, wie z. B. Quarzsand, Holzmehl oder auch Graphitpulver, beigemengt.The filler made of synthetic resin is useful, especially for increasing the compressive strength and to achieve lower curing temperatures, granulated or pulverized solids, such as B. quartz sand, wood flour or graphite powder, added.

Entsprechend dem Verwendungszweck eines solchen Wärmeübertragers wird ein Füllstoff benutzt, der sowohl in bezug auf die im Wärmeübertrager auf- ^ tretenden Temperaturen wärmebeständig ist als auch ^ von dem außerhalb der Rohre strömenden Medium, beispielsweise Öl in Ölkühlern oder ein Kältemittel, wie z. B. Halogen-Kohlenwasserstoffe in Kältekreisläufen angeordneten Kühlern, nicht angegriffen wird. Außerdem wird zweckmäßig die Wahl des Füllstoffes so getroffen, daß er abriebfest ist bei einer gegebenen Strömungsgeschwindigkeit desjenigen Mediums mit mit dem schlechteren Wärmeübergangswert.Depending on the intended use of such a heat exchanger, a filler is used, which is heat-resistant both in relation to the temperatures occurring in the heat exchanger and ^ from the medium flowing outside the pipes, for example oil in oil coolers or a refrigerant, such as B. halogen hydrocarbons arranged in cooling circuits coolers, is not attacked. In addition, the choice of filler is expediently made so that it is abrasion resistant for a given Flow velocity of the medium with the poorer heat transfer value.

Die Folie kann ebenfalls z. B. aus einem Kunststoff bestehen oder aber auch aus einem Metall, wie z. B. Aluminium-Folie, und gegebenenfalls selbsttragend ausgebildet sein. Letzteres ist besonders dann zweckmäßig, wenn der Füllstoff nicht die Folie über die gesamte berippte Länge des Rohrbündels umgibt, sondern wenn beispielsweise nur ein ringförmiger Teil des Zwischenraumes zwischen Folie und Mantelrohr mit Kunstharz ausgegossen wird.The film can also, for. B. consist of a plastic or a metal, such as. B. Aluminum foil, and optionally be designed to be self-supporting. The latter is particularly useful if the filler does not surround the foil over the entire ribbed length of the tube bundle, but if, for example, only an annular part of the space between the film and the jacket tube is filled with synthetic resin.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.The invention is described below with reference to an embodiment shown in the drawing explained.

F i g. 1 und 2 zeigen in einem Längs- und in einem m Querschnitt einen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wärmeübertrager.F i g. 1 and 2 show, in a longitudinal and in an m cross section, a heat exchanger produced according to the method according to the invention.

Der Wärmeübertrager weist ein Mantelrohr 1 auf, das ein aus mehreren Rippenrohren 2 bestehendes Rohrbündel umgibt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist um jedes Rohr 2, das z. B. aus Kupfer besteht, ein Wellband 3 derart spiralig herumgewickelt und festgelötet, daß hintereinanderliegende Schlaufen jeweils gegeneinander versetzt sind. Die Rippen können ebenfalls aus Kupfer oder auch aus einem anderen Metall bestehen. Um eine dichte Packung der Rippenrohre zu ermöglichen, sind diese mit einem sechseckigen Querschnitt ausgebildet, so daß sie wabenartig zusammengesetzt werden können. Es sei jedoch erwähnt, daß auch andere Rohrquerschnitte, wie beispielsweise dreieckige oder viereckige, möglich sind, um eine dichte Packung der Rohre zu erreichen. Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die Ausführungsform der Rippen selbst unwesentlich für die Erfindung ist. Das heißt, die Erfindung kann selbstverständlich auf Wärmeübertrager angewendet werden, bei denen die Rohre eine andere Berippung als die in der Zeichnung dargestellte aufweisen.The heat exchanger has a jacket tube 1, which is made up of a plurality of finned tubes 2 Surrounds the tube bundle. In this embodiment, around each pipe 2, which, for. B. consists of copper, a Corrugated tape 3 so spirally wound and soldered that consecutive loops each are offset from one another. The ribs can also be made of copper or another Made of metal. To enable tight packing of the finned tubes, they are hexagonal Cross-section formed so that they can be assembled like a honeycomb. However, it is mentions that other pipe cross-sections, such as triangular or square, are also possible, in order to achieve a tight packing of the pipes. It should also be noted that the embodiment the ribs themselves are not essential to the invention. That is, the invention can of course can be used on heat exchangers in which the tubes have a different ribbing than have those shown in the drawing.

Im Ausführungsbeispiel ist das Mantelrohr 1 anIn the exemplary embodiment, the jacket tube 1 is on

seinen beiden Enden mit einem Rohrboden 4 bzw. 5 verschweißt, in den die Rohre 2 in üblicher Weise z. B. eingewalzt sind. Die Zu- und Abführungsleitungen für das entlang der Außenflächen der Rippenrohre strömende Medium sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Bei einem ölkühler ist dieses Medium öl, während die Rohre 2 von Wasser durchströmt werden. Das Rohrbündel ist von einer Folie 7 umhüllt. Der Zwischenraum zwischen der Folie und dem Mantelrohr ist über einen Teil der berippten Länge des Rohrbündels mit Kunstharz 6, dem ein granulierter oder pulverisierter Feststoff beigemengt ist, ausgegossen.its two ends are welded to a tube sheet 4 or 5, in which the tubes 2 in the usual way z. B. are rolled in. The supply and discharge lines for the along the outer surfaces of the finned tubes flowing medium are not shown in the drawing. In the case of an oil cooler, this is the medium oil, while the pipes 2 are traversed by water. The tube bundle is wrapped in a film 7. The space between the film and the jacket tube is over part of the ribbed length of the tube bundle with synthetic resin 6 to which a granulated or pulverized solid is added, poured out.

Die Herstellung des Wärmeübertragers erfolgt in der nachstehenden Weise. Nach dem Zusammenbau des aus dem von einer Folie umhüllten Rohrbündels, dem Mantelrohr und den Rohrboden bestehenden Wärmeübertragers wird zunächst der von dem Mantelraum 1 umgebene Raum 8 zwischen dem unteren Rohrboden 5 und mindestens dem unteren Bereich der Folie 7 — bei mindestens nahezu vertikaler Lage des Wärmeübertragers — mit einer durch einen Stutzen 9 eingeführten Gießmasse, z. B. Harnstoff, ausgegossen. Nach dem Aushärten dieser Gießmasse wird in den darüberliegenden Zwischenraum zwisehen dem Mantelrohr und dem berippten Teil des Rohrbündels durch einen Stutzen 10 ein vergießbares Kunstharz eingeführt. Nach dem Aushärten des Kunstharzes wird die Gießmasse aus dem Raum 8 des Wärmeübertragers, beispielsweise bei Verwendung von Harnstoff, durch Wasser entfernt.The heat exchanger is manufactured as follows. After assembling consisting of the tube bundle wrapped in a film, the jacket tube and the tube sheet The heat exchanger is first of all the space 8 surrounded by the jacket space 1 between the lower one Tube sheet 5 and at least the lower area of the film 7 - with at least an almost vertical position of the heat exchanger - with a casting compound introduced through a nozzle 9, for. B. urea, poured out. After this casting compound has hardened, the space above is placed in between the casing tube and the ribbed part of the tube bundle through a nozzle 10 a castable Synthetic resin introduced. After the synthetic resin has hardened, the casting compound is removed from space 8 of the heat exchanger, for example when using urea, removed by water.

Claims

Claim:

Method for sealing the space between the tube bundle and the jacket tube of a heat exchanger, wherein the finned tubes forming the tube bundle lie against one another without gaps and in End tube sheet, characterized in that

a) the tube bundle is wrapped in a film,

b) the space between the jacket tube, the lower tube sheet and the foil up to a partial height of a casting compound with at least an almost vertical position of the heat exchanger is poured out,

c) then, after this casting compound has hardened, the space above it between the jacket space and the film at least over part of the ribbed length of the tube bundle with a castable synthetic resin is poured out and

d) after it has hardened, the casting compound is removed from the lower part of the heat exchanger will.

1 sheet of drawings