DE1751347A1 - Extruded hollow profiles without longitudinal weld seams on the pressure-carrying cross-sections for the production of tightly welded heating or cooling surfaces - Google Patents

Extruded hollow profiles without longitudinal weld seams on the pressure-carrying cross-sections for the production of tightly welded heating or cooling surfaces

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DE1751347A1
DE1751347A1 DE19681751347 DE1751347A DE1751347A1 DE 1751347 A1 DE1751347 A1 DE 1751347A1 DE 19681751347 DE19681751347 DE 19681751347 DE 1751347 A DE1751347 A DE 1751347A DE 1751347 A1 DE1751347 A1 DE 1751347A1
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Friedrich Griese
Rudolf Dipl-Ing Seibold
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Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
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L&C Steinmueller GmbH
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    • 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
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf stranggepreßte Hohlprofile ohne Längsschweißnähte an den druckführenden Querschnitten zur Herstellung von dichtgeschweißten Heiz- oder Kühlflächen mit glatten Außenwänden.The invention relates to extruded hollow profiles without longitudinal welds on the pressure-carrying cross-sections for the production of tightly welded heating or cooling surfaces with smooth outer walls.

Es sind runde und rechteckige Rohre bekannt, die mit und ohne Flossen oder Stege miteinander zu gasdichten Flächen verschweißt werden. Die aus runden Rohren hergestellten Rohrwandflächen haben quer zu den Längsachsen der Rohre eine gewellte Oberfläche und sind daher strömungstechnisch für das äußere Medium ungünstig, oder sie haben bei staubhaltigen Medien Erosionen bzw. bei anhaftenden Medien Verschmutzungen zur Folge. Rohre von quadratischen oder rechteckigem Querschnitt werden bis jetzt aus Gründen der gleichmäßigen Wandstärke und der Festigkeit nicht vollkommen scharfkantig, sondern auch mit einer kleinen Abrundung ausgeführt, so daß auch bei den aus diesen Rohren hergestellten Heizflächen eine leicht gewellte Oberfläche nicht zu vermeiden ist. Außerdem sind rechteckige Rohre wegen der Festigkeit bei hohen Drücken entweder ungeeignet oder haben eine zu große Wandstärke.Round and rectangular tubes are known which are welded together with and without fins or webs to form gas-tight surfaces. The pipe wall surfaces made from round pipes have a corrugated surface transversely to the longitudinal axes of the pipes and are therefore unfavorable in terms of flow for the external medium, or they result in erosion in dusty media or contamination in the case of adhering media. Pipes of square or rectangular cross-section are not completely sharp-edged for reasons of uniform wall thickness and strength, but also with a small rounding, so that even with the heating surfaces made from these pipes a slightly corrugated surface cannot be avoided. In addition, because of their strength at high pressures, rectangular tubes are either unsuitable or have too great a wall thickness.

Weiterhin ist es bekannt, runde Behälter zu Wärmeübertragungszwecken oder zylindrische Elemente, z. B. zur Kühlung von Brennermündungen, aus runden oder rechteckigen stranggepreßten Profilrohren zusammenzuschweißen.It is also known to use round containers for heat transfer purposes or cylindrical elements, e.g. B. for cooling burner mouths, welded together from round or rectangular extruded profile tubes.

Es sind auch stranggepreßte Rohre mit einseitig angebrachten Flossen bekannt, aus denen Rohrwände mit einer glatten und einer gewellten Oberfläche hergestellt werden.Extruded tubes with fins attached to one side are also known, from which tube walls are made with a smooth and a corrugated surface.

Weiterhin sind Rohrprofile bekannt, die innen einen Kreisquerschnitt und daneben je einen Halbkreisquerschnitt aufweisen, so daß beim Zusammenschweißen jeweils ganze Kreisquerschnitte entstehen. Diese Profile haben, insbesondere für die Herstellung von Brennermündungen den Nachteil, daß am Ende ein offener Halbkreis übrig bleibt, der entfernt werden muß und außerdem an jeden zweiten druckführenden Kreisquerschnitt zwei Längsschweißnähte vorhanden sind.Furthermore, tubular profiles are known which have a circular cross-section on the inside and a semicircular cross-section next to them, so that whole circular cross-sections are created when they are welded together. These profiles have the disadvantage, especially for the production of burner mouths, that an open semicircle remains at the end, which must be removed and, moreover, two longitudinal welds are present on every second pressure-carrying circular cross-section.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein stranggepreßtes Hohlprofil zur Herstellung von dichtgeschweißten Heiz-/oder Kühlflächen zu schaffen, das glatte Außenwände bildet, keine hochdruckdichten Längsschweißnähte erfordert und am Ende einer Heizfläche keine wesentlichen, in den Heizraum hineinragenden Stege oder Rückleitungen aufweist.The object of the present invention is to create an extruded hollow profile for the production of tightly welded heating / or cooling surfaces, which forms smooth outer walls, does not require high-pressure-tight longitudinal welds and has no essential webs or return lines at the end of a heating surface.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Profil vorgeschlagen, das innen kreisrund ist, außen an zwei einander gegenüberliegenden parallelen Seiten, deren Enden abgeschrägt sind, eben ist, und das zwischen den beiden parallelen ebenen Flächen von konvexen Kreisbögen begrenzt ist. (Fig. 1)To solve this problem, a profile is proposed which is circular on the inside, flat on the outside on two opposite parallel sides, the ends of which are beveled, and which is delimited by convex circular arcs between the two parallel flat surfaces. (Fig. 1)

Gemäß einer zweiten bevorzugten Form der Erfindung wird in den Kreisquerschnitt ein ebener oder leicht gewundener Steg eingesetzt, so daß im Rohr zwei getrennte Kanäle entstehen, die z. B. für den Hin- und Rücklauf des Wärmeübertragermediums benutzt werden können. (Fig. 2). Bei ebenen Stegen kann es zweckmäßig sein, das Hohlprofil innen mit zwei der Steggröße entsprechenden einander gegenüberliegenden Nuten zu versehen. Mit Rücksicht auf die spätere Krümmung des Hohlprofiles ist es zweckmäßig, den ebenen Steg parallel zu den ebenen Außenflächen des Rohres anzuordnen. Wegen der Wandstärkenverminderung durch die Längsnut ist es besser, die Stege diagonal anzuordnen, während aus Gründen des besseren Temperaturausgleichs auch Fälle denkbar sind, wo der e- bene Steg senkrecht zu den ebenen Außenflächen des Hohlprofiles angeordnet wird.According to a second preferred form of the invention, a flat or slightly twisted web is used in the circular cross-section, so that two separate channels are formed in the tube, z. B. can be used for the outward and return flow of the heat transfer medium. (Fig. 2). In the case of flat webs, it can be useful to provide the hollow profile with two opposing grooves corresponding to the web size on the inside. With regard to the later curvature of the hollow profile, it is expedient to arrange the flat web parallel to the flat outer surfaces of the pipe. Because of the reduction in wall thickness due to the longitudinal groove, it is better to arrange the webs diagonally, while for reasons of better temperature compensation, cases are also conceivable where the e- bene web is arranged perpendicular to the flat outer surfaces of the hollow profile.

Gemäß einer dritten bevorzugten Form der Erfindung wird in das äußere Rohr ein inneres kleineres Rohr eingesetzt und mit mehreren Stegen am Umfang gegen die Innenwand des großen Rohres distanziert, so daß ebenfalls zwei getrennte Kanäle für Ein- und Rücklauf entstehen. Diese Rohre können zweckmäßigerweise mit einem Kugelboden verschlossen werden und ermöglichen so eine Umlenkung vom Hin- zum Rücklauf. (Fig. 3).According to a third preferred form of the invention, an inner, smaller tube is inserted into the outer tube and spaced with several webs on the circumference against the inner wall of the large tube, so that two separate channels for inlet and return are also created. These pipes can expediently be closed with a spherical base and thus enable a diversion from the outward to the return. (Fig. 3).

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung werden aus den vorgeschlagenen Profilrohren Heiz- oder Kühlflächen gewickelt und gasdicht miteinander verschweißt. Entweder werden zwei oder mehrere Rohre, die jeweils nur einen Kanal enthalten, gemeinsam gewickelt und verschweißt und am Ende mit einem Umlenkbogen verbunden, so daß das wärmeübertragende Medium in einem Rohr hin und im anderen Rohr zurückläuft, oder es wird nur ein Rohr, das aber zwei Kanäle enthält, zu einer Heizfläche zusammengewickelt und verschweißt, dann fließt das wärmeübertragende Medium in einem Kanal hin, im anderen zurück und wird am Ende des Rohres in einem Kugelboden umgelenkt.According to a further concept of the invention, heating or cooling surfaces are wound from the proposed profile tubes and welded to one another in a gas-tight manner. Either two or more pipes, each containing only one channel, are wound and welded together and connected at the end with a deflection bend, so that the heat-transferring medium runs back and forth in one pipe, or it becomes just one pipe, but that contains two channels, wound together to form a heating surface and welded, then the heat-transferring medium flows in one channel, back in the other and is deflected at the end of the tube in a spherical base.

Nachstehend werden mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand mehrerer Figuren beschrieben:Possible embodiments of the invention are described below with reference to several figures:

Figur 1 zeigt ein Hohlprofil ohne Einbauten.Figure 1 shows a hollow profile without internals.

Figur 2 zeigt ein Hohlprofil mit einem Steg, der das Profil in zwei Kanäle aufteilt.Figure 2 shows a hollow profile with a web that divides the profile into two channels.

Figur 3 zeigt ein Hohlprofil mit einem durch Stege distanzierten Innenrohr.FIG. 3 shows a hollow profile with an inner tube spaced apart by webs.

Die Figuren 4 bis 13 zeigen mögliche Anwendungen der vorgeschlagenen Hohlprofile.Figures 4 to 13 show possible applications of the proposed hollow profiles.

Figur 4 stellt das Kühlsystem eines Kohlenstaubbrenners dar. Dieses besteht aus einem inneren Kühlmantel
<NichtLesbar>
der von zwei weiteren Kühlmänteln 2 und 3 konzentrisch umschlossen wird. Der innere Kühlmantel 1 führt die Kernluft, zwischen den Mänteln 1 und 2 strömt der staubbeladene Trägerluftstrom und die Mäntel 2 und 3 umschließen den Sekundärluftstrom.
FIG. 4 shows the cooling system of a pulverized coal burner. This consists of an inner cooling jacket
<notreadable>
which is concentrically enclosed by two further cooling jackets 2 and 3. The inner cooling jacket 1 guides the core air, the dust-laden carrier air flow flows between the jackets 1 and 2 and the jackets 2 and 3 enclose the secondary air flow.

Figur 5 zeigt einen aus einer Doppelspirale erstellten Kühlmantel, Figur 6 als Einzelheit das dem Feuerraum zugekehrten Ende der Doppelspirale und Figur 7 einen Schnitt III-III durch Figur 6.FIG. 5 shows a cooling jacket made from a double spiral, FIG. 6 shows the detail of the end of the double spiral facing the combustion chamber, and FIG. 7 shows a section III-III through FIG. 6.

In Figur 8 ist ein aus einer einfachen Spirale erstellter Kühlmantel schematisch dargestellt. Figur 9 zeigt hierzu als Einzelheit das dem Feuerraum zugekehrte Ende der Wicklung, während Figur 10 einen Schnitt VI-VI durch Figur 9 zeigt.A cooling jacket made from a simple spiral is shown schematically in FIG. FIG. 9 shows as a detail the end of the winding facing the combustion chamber, while FIG. 10 shows a section VI-VI through FIG.

Figur 11 stellt wieder einen Kühlmantel, wie bei Figur 8 beschrieben, dar, Figur 12 das zugehörige Rohrende, Figur 13 den Schnitt IX-IX der Figur 12.FIG. 11 again shows a cooling jacket as described in FIG. 8, FIG. 12 the associated pipe end, FIG. 13 the section IX-IX of FIG. 12.

Das in Figur 1 dargestellte Profilrohr wird über eine der ebenen Seiten in Form einer zylindrischen Feder gebogen und zu einem Zylinder zusammengeschweißt, so daß man (evtl. nach Überschleifen der Schweißnähte 6) einen Zylinder mit glatter Oberfläche erhält.The profile tube shown in Figure 1 is bent over one of the flat sides in the form of a cylindrical spring and welded together to form a cylinder, so that a cylinder with a smooth surface is obtained (possibly after grinding the welds 6).

Da Zu- und Abfluß des Kühlmittels auf ein und derselben Seite angeordnet werden müssen, wird bei eingängigen Schraubenwicklungen (Figur 4, Pos. 1 bis 3) das eine Rohrende 4 auf der Außenseite des Zylinders entlang zurückgeführt. Dies kann vermieden werden, wenn man den Kühlmantel aus einer zweigängigen Spirale (Figur 5) wickelt und an dem dem Feuerraum zugekehrten Zylinderende eine Umlenkkappe 5 anschweißt, wie diese in Figur 6 dargestellt ist.Since the inlet and outlet of the coolant must be arranged on one and the same side, one pipe end 4 is led back along the outside of the cylinder in the case of single-thread helical windings (FIG. 4, items 1 to 3). This can be avoided if the cooling jacket is wound from a two-flight spiral (FIG. 5) and a deflection cap 5 is welded to the end of the cylinder facing the combustion chamber, as shown in FIG.

Claims (5)

1.) Stranggepreßte Hohlprofile ohne Längsschweißnähte an den druckführenden Querschnitten zur Herstellung von gasdichtverschweißten Heiz- oder Kühlflächen mit glatten Außenwänden, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (Fig. 1) innen kreisrund ist, außen an zwei einander gegenüberliegenden Seiten, deren Enden abgeschrägt sind, von parallelen ebenen Flächen begrenzt ist, während das Profil zwischen den beiden parallelen ebenen Flächen aus konvexen Kreisbögen besteht.1.) Extruded hollow profiles without longitudinal welds on the pressure-carrying cross-sections for the production of gas-tight welded heating or cooling surfaces with smooth outer walls, characterized in that the hollow profile (Fig. 1) is circular on the inside, on the outside on two opposite sides, the ends of which are beveled, is bounded by parallel flat surfaces, while the profile between the two parallel flat surfaces consists of convex circular arcs. 2.) Stranggepresste Hohlprofile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den lichten Kreisquerschnitt (Fig. 2) ein ebener oder leicht verwundener Steg (8) eingesetzt ist, der den Rohrquerschnitt in zwei getrennte Kanäle aufteilt.2.) Extruded hollow profiles according to claim 1, characterized in that a flat or slightly twisted web (8) is used in the clear circular cross-section (Fig. 2), which divides the pipe cross-section into two separate channels. 3.) Stranggepreßte Wärmeübertragerrohre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den lichten Kreisquerschnitt (Fig. 3) ein inneres kleineres Rohr (9) eingesetzt ist, das mit mehreren Stegen (10) am Umfang gegen die Innenwand des äußeren Roh- res distanziert ist und so zwei getrennte Kanäle bildet.3.) Extruded heat exchanger tubes according to claim 1, characterized in that in the clear circular cross-section (Fig. 3) an inner smaller tube (9) is used, which with several webs (10) on the circumference against the inner wall of the outer tube res is distant and thus forms two separate channels. 4.) Heiz- oder Kühlflächen aus zwei schraubenlinienartig gewickelten gasdicht miteinander verschweißten stranggepreßten Hohlprofilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragermedium in dem einen Hohlprofil hin, in dem anderen zurückläuft und am Ende der beiden Hohlprofile durch ein halbkreisförmiges Umlenkstück (5) umgelenkt wird.4.) heating or cooling surfaces made of two helically wound, gas-tight welded together extruded hollow profiles according to claim 1, characterized in that the heat transfer medium in one hollow profile runs back in the other and is deflected at the end of the two hollow profiles by a semicircular deflector (5) will. 5.) Heiz- oder Kühlflächen aus einem gasdicht schraubenlinienartig gewickelten verschweißten stranggepreßten Hohlprofil nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeübertragende Medium in dem einen der beiden getrennten Kanäle des Hohlprofils hin im anderen zurückläuft und am Ende des Rohres in einem Kugelboden (7) umgelenkt wird.5.) heating or cooling surfaces made of a gas-tight, helically wound welded extruded hollow profile according to claim 2 and 3, characterized in that the heat-transferring medium in one of the two separate channels of the hollow profile runs back in the other and at the end of the tube in a spherical base ( 7) is diverted.
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