DE1501628C - Wärmeübertrager und Verfahren zu des sen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit einem Rohrbündel, das aus mindestens zwei schraubenlinienförmig gewundenen Rohren besteht und durch mindestens drei über den Bündelumfang verteilte Platten, die sich in im wesentlichen radial-axialen Ebenen des Rohrbündels erstrecken, gehaltert ist.

Es ist ein Wärmeübertrager dieser Art bekannt, bei dem die Halterungsplatten sich jeweils aus mehreren Winkelprofilen zusammensetzen, deren einer Schenkel radial zum Rohrbündel steht. Diese radialen Schenkel weisen Schlitze auf, in die die Rohrwindungen eingelegt sind. Die Winkelproflle des innersten Rohrzylinders sind mit ihrem ungeschlitzten Schenkel auf einem zentralen Verdrängungskörper des Rohrbündels befestigt. Die Winkelprofile der Rohrzylinder mit größerem Durchmesser stützen sich mit ihrem ungeschlitzten Schenkel jeweils auf dem. inneren Rohrzylinder ab, und außerdem sind diese Winkelprofile mit dem benachbarten Winkelprofil des inneren Rohrzylinders vernietet oder verschweißt. In radialer Richtung einander benachbarte Rohrwindungen werden mittels zweiteiliger Briden, die durch Schrauben verbunden werden, gegenseitig festgehalten. Dieser bekannte Wärmeübertrager hat den Nachteil, daß er wegen der vielen Winkelprofile sehr schwer wird. Außerdem ist der radiale Abstand benachbarter Rohre verhältnismäßig groß, weil zwischen diesen Rohren der ungeschlitzt bleibende Abschnitt · des Winkelprofils vorhanden ist. Auch dies trägt dazu bei, daß der Wärmeübertrager ein großes Gewicht hat. Die bekannte Konstruktion ist deshalb kostspielig, was auch für die Herstellung des Wärmeübertragers gilt. Diese, geschieht derart, daß am zentralen Verdrängungskörper beispielsweise vier Winkelprofile angeschweißt werden und daß dann der Verdrängungskörper um seine Rotationsachse gedreht wird, wobei das zugeführte Rohr schraubenlinienförmig gewunden und in die Schlitze der Winkelprofile eingelegt wird. Wenn der innerste Rohrzylinder fertig ist, werden vier weitere Winkelprofile aufgebracht und an den vier ersten Winkelprofilen befestigt, woraufhin der zweite Rohrzylinder durch Winden eines Rohres und Einlegen in die Schlitze der Winkelprofile hergestellt wird usw.

Aus der deutschen Patentschrift 647 921 ist es ferner bekannt, jeweils zwei, gleichen Windungsradius aufweisende Rohrzylinder in einer gemeinsamen Platte derart anzuordnen, daß die Rohrwindungen in Löchern der Platte verlaufen, wobei die Achse des einen Rohrzylinders gegenüber der Achse des anderen Rohrzylinders seitlich versetzt ist. Mehrere so gebildete Rohrbündel sind dann durch Anordnen in einer Reihe zu einem Wärmeübertrager vereinigt, wobei die Platten aller Rohrbündel parallel zueinander stehen. Auf diese Weise ergibt sich ein Wärmeübertrager von rechteckiger Form, der in der dritten Dimension eine verhältnismäßig geringe Tiefe aufweist. Mit Hilfe eines dieser Rohrbündel lassen sich keine Wärmeübertrager großer Leistung bauen, da wegen der seitlichen Versetzung der beiden Rohrzylinder immer nur zwei Rohrzylinder in einer gemeinsamen Platte gehaltert sind.

Für Wärmeübertrager mit mehreren Bündeln aus im wesentlichen geraden Rohren, welche in Löchern von Stützplatten gehalten sind, ist es auch schon bekannt (französische Patentschrift 1347 938), die Rohre nach dem Ineinanderschieben von Rohren und Stützplatten mittels Keilen durch Verändern der relativen Lage der Rohre zueinander gegen die Stützplatte elastisch zu verspannen. Hierbei ist jedoch in aufwendiger Weise jeweils für jedes Rohr ein eigener Keil vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art zu schaffen, der hinsichtlich der Rohrhalterung sowohl konstruktiv als auch herstellungsmäßig einfacher und kostensparender ist. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Verbindung der folgenden Merkmale:

. a) In an sich bekannter Weise verlaufen die Rohrwindungen in Löchern der Platten;

b) in an sich bekannter Weise sind die Rohrwindungen nach dem Einbringen in die Platten mittels Keilen durch Verändern der relativen Lage der Rohrwindungen zueinander elastisch verspannt;

c) jeder Keil verspannt jeweils zwei Rohrwindungen.

Bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager ermöglichen die einstückigen Platten, die Löcher mit sehr engem radialem Abstand vorzusehen. Hiermit wird das Gewicht des Wärmeübertragers wesentlich verringert, wozu noch beiträgt, daß die einstückigen Platten selbst im Vergleich zu den Winkelprofilen weniger Material beanspruchen. Gleiche Wärmeübertragungsleistung vorausgesetzt, ist der erfindungsgemäße Wärmeübertrager nicht nur leichter, sondern beansprucht auch weniger Raum als der bekannte Wärmeübertrager. Bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager wird außerdem die Elastizität der Rohrwindungen selbst für ihre Verspannung in den Platten benutzt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Herstellen der Rohrwindungen und das Einbringen der Rohrwindungen in die Löcher der Platten in einem Arbeitsgang erfolgen. .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht eines Wärmeübertragers nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht dieses Wärmeübertragers,

F i g. 3 schematisch vereinfacht in einer Draufsicht das Verfahren zum Herstellen von Wärmeübertragern nach der Erfindung.

Gemäß F i g. 1 und 2 besteht der als Ganzes mit 1 bezeichnete Wärmeübertrager im wesentlichen aus je zwei schraubenlinienförmig gewundenen Rohren 2 und 3 und vier Platten 4, 5, 6,1, die etwa rechtwinklig zueinander verschweißt sind. Die Windungen der Rohre 2 und 3 haben unterschiedlich große Radien. Den Radien und den Windungsabständen entsprechend sind die vier Platten 4, S, 6, 7 mit Löchern versehen, die einen etwas größeren Durchmesser aufweisen als der Außendurchmesser der Rohre und in denen die Rohrwindungen verlaufen.

Zum Festhalten des Rohres 2 in der Platte 4 sind Keile 9 vorgesehen, die zwischen je zwei Windungen eingeschoben und mit der benachbarten Platte 4 verschweißt sind. Entsprechende und in gleicher Weise befestigte Keile 8 befinden sich zwischen jeweils zwei

Windungen des Rohres 2 an der Platte 7. In gleicher Weise ist das Rohr 2 auch in den Platten 5 und 6 festgehalten sowie das Rohr 3 in allen vier Platten, was hier der Übersichtlichkeit halber nicht näher dargestellt ist.

Bei dem Herstellungsverfahren des Wärmeübertragers gemäß Fig. 3 wird das gerade Rohr beim Herstellen der Rohrwindungen in die Platten 4, 5, 6, 7 eingebracht. Das Winden des Rohres geschieht durch ein System von drei Walzen 20, zwischen denen das in Richtung des Pfeiles. 21 zugeführte gerade Rohr 22 durchläuft. Gemäß F i g. 3 wird das Rohr 22 zu einer Schraubenwendel konstanten Durchmessers und konstanten Windungsabstandes verformt. Wenn die innerste Lochreihe der vier Platten gefüllt ist, wird die nächste Lochreihe auf die gleiche Art durch ein zweites Rohr gefüllt, wobei dann entsprechend dem anderen Krümmungsradius der Abstand der Walzen 20 verstellt wird. ,

Bei dem Wärmeübertrager nach F i g. 3 ist überdies gezeigt, daß die Platten an einem zylindrischen Verdrängungskörper 30 befestigt sind.

Während in den beschriebenen Wärmeübertragern jeweils vier Platten über den Umfang verteilt angeordnet sind, ist es auch möglich, erfindungsgemäße Wärmeübertrager mit nur drei oder auch mehr als vier Platten herzustellen, je nach Größe der Wärmeübertrager. Es kann unter Umständen vorteilhaft sein,

die Platten ungleichmäßig über den Umfang verteilt anzuordnen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Wärmeübertrager mit einem Rohrbündel, das aus mindestens zwei schraubenlinienförmig gewundenen Rohren besteht und durch mindestens drei über den Bündelumfang verteilte Platten, die sich in im wesentlichen radial-axialen Ebenen des Rohfbündels erstrecken, gehaltert ist, gekennzeichnet durch die Verbindung der folgenden Merkmale:

a) In an sich bekannter Weise verlaufen die Rohrwindungen (2, 3) in Löchern der Platten (4,5,6,7);

b) in an sich bekannter Weise sind die Rohrwindungen nach dem Einbringen- in die Platten mittels Keilen (8, 9) durch Verändern der relativen Lage der Rohrwindungen zu-

. einander elastisch verspannt;

c) jeder Keil verspannt jeweils zwei Rohrwindungen.

2. Verfahren zum Herstellen eines Wärmeübertragers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Herstellen der Rohrwindungen und das Einbringen der Rohrwindungen in die Löcher der Platten in einem Arbeitsgang erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen