DE1776233A1

DE1776233A1 - Trommellaeufer fuer einen umlaufenden waermetauscher

Info

Publication number: DE1776233A1
Application number: DE19611776233
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Laing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-06-21
Filing date: 1961-06-21
Publication date: 1973-08-09
Also published as: DE1776233B2

Description

DK 6921/1

PATENTANWALT München 23 Ungereretraee 23

Nikolaus Lalng 7141 Aldingen bei Stuttgart

Trommelläufer für einen umlaufenden Wärme

tauscher

Die Erfindung betrifft einen mit Schaufeln versehenen Trommelläufer eines umlaufenden Wärmetauschers und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Die Erfindung ermöglicht auch die Herstellung eines mit hohlen Schaufeln versehenen Mantels eines Trommelläufers eines umlaufenden Wärmetauschers einer bereits früher

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vorgeschlagenen Art, bei dem ein erster Wärmeträger, vorzugsweise Luft, von dem Trommelläufer nach Art eines querdurchströmten Gebläses gefördert wird and bei dem ein zweiter Wärmeträger parallel zur Achse des Troaaeelläufers dessen hohle Schaufeln durchströmt.

Die Erfindung ermöglicht auch den Bau eines speziellen umlaufenden Wärmetauschers dieser Art, bei dem die hohlen achsparallelen Schaufeln durch eine Mehratahl von in ümfangsrichtung verlaufenden Kanälen querverbundea sind. Weiterhin ermöglicht die Erfindung die zweckmässige Herstellung eines gerippten Wärmetauscherrohres„

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele scheinstisch dargestellt. Hierbei zeigt

Figur 1 ein Schema eines ersten Verfahrens zur Herstellung eines Tromraelläufers für einen umlaufenden Wärmetauscher aus einem Band,

Figur 2 einen Ausschnitt aus einer perspelctivisdteai Ansicht eines durch das in Figur 1 dargestellte erste Verfahren hergestellten Trommelläufers eines Wärmetauschers,

Figur 3 einen Ausschnitt aus einer perspektivischen Ansieht eines durch Abwandlung des in Figur 1 dargestellten Verfahrens hergstellten Trommellaufers eines

Figur 4 ein Schema eines zweiten Verfahrens star Herst.**] lung eines Trommelläufers für einen umlaufenden "Wärmetauscher ams zwei Bändern, ' :

Figur 5 einen Ausschnitt aus einer j»r^oe*^iviscih«m Ansicht eines durch das in Figur 4 dargestellte wmLtm V*ar£»torm\

hergestellten Trommellaufers eines Wärmetauschers,

Figur 6 einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch die in Figur 5 dargestellte Anordnung,

Figur 7 ein Schema eines dritten Verfahrens zur Herstellung eines Trommelläufers aus zwei Bändern für einen umlaufenden Wärmetauscher,

Figur 8 ein Schema eines vierten Verfahrens zur Herstellung eines berippten Wärmetauscherrohrs,

Figur 9 einen Ausschnitt aus einer perspektivischen Ansicht eines durch das in Figur 7 dargestellte vierte Verfahren hergestellten Wärmetauscherrohrs,

Figur 10 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des den trapezförmigen Querschnitt des Blechbandes bewirkenden Verfahrensschritts mit zwei konischen Walzen,

Figur 11 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des die Ränder des Blechbandes verformenden Verfahrensschritts mit zwei Profil- |

walzen,

Figur 12 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des die freien Enden der hohlen Vorsprünge verbindenden Verfahrensschritts,

Figur 13 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des die verformten Ränder des Blechbandes verbindenden Verfahrensschritts mit schwingenden Schweißrollen.

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Bei dem in Figur 1 dargestellten ersten Verfahren wird ein Blechband 1 von einer Vorratsrolle 2 abgezogen und zwischen zwei konischen Walzen 3 hindurchgeleitet. Dabei erfolgt eine Streckwalzung in der Weise, daß der ursprünglich rechteckige Querschnitt des Bandes 1 in einen trapezförmigen Querschnitt umgewandelt wird. Das Band 1 krümmt sich dadurch innerhalb der Bandebene, so daß es die Rollen 3 schraubenlinienförmig verläßt. Anschließend wird das Band zur Verbesserung seines Gefüges in einer Vorrichtung 4 zwischengeglüht und durch ein zweites Paar konischer Rollen 5 und eine weitere Zwischenglühvorrichtung 6 hindurchgeleitet. Sodann gelangt das Band durch eine Tiefziehvorrichtung 7, mit deren Hilfe es in gleichen Abständen mit nach einer Seite des Bandes vorstehenden hohlen VorSprüngen versehen wird, die in Ebenen parallel zur Bandebene schaufelprofilartige Querschnitte haben und leicht konisch sind.

Nach Durchlaufen einer weiteren Glühvorrichtung 8 gelangt das Band in eine Lochvorrichtung 9, in der die stirnseitigen Böden der in der Tiefziehvorrichtung 7 gebildeten hohlen Vorsprünge entfernt werden. Die in der Tief ziehvorrichtung -7 erzeugten hohlen Vorsprünge haben auf dem Band einen solchen Abstand voneinander, daß die VorSprünge benachbarter Windungen des schraubenlinienförmig gewundenen Bandes fluchten, so daß die freien Enden der hohlen VorSprünge in entsprechende Aussparungen an den Ansatzstellen der hohlen Vorsprünge benachbarter Bandwindungen eintreten. Danach durchläuft das Band eine Vorrichtung 10, in der die freien Enden der hohlen Vorsprünge mit den benachbarten Bandwindungen verschweiß werden. In einer Vorrichtung 11 erfolgt zuletzt ein Nachglühen, durch das Spannungen beseitigt werden. Durch das beschriebene Verfahren werden sehr große Fertigungslängen eines Trommelläuferraantels erzeugt, von denen die für die Erzeugung bestimmter

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Trommelläufer benötigten Längen abtrennbar sind.

Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer perspektivischen Ansicht eines durch das in Figur 1 dargestellte Verfahren hergestellten Trommellaufers. Es sind 3 Bandwindungen 20 erkennbar, die mit nach links weisenden Vorsprüngen 21 versehen sind. Die Vorsprünge 21 sind hohl und haben das Profil von Gebläseschaufeln. Zufolge ihrer leichten Koni-* zität passen die freien Enden 22 der Vorsprünge 21 in die mit den Bandwindungen 20 verbundenen Enden 23 der Vorsprünge, mit denen sie durch Schweißung verbunden sind. Die ineinander mündenden Vorsprünge 21 bilden parallel zu einer Achse 24 des Trommellaufers verlaufende hohle Schaufelkanäle, durch die ein flüssiger Wärmeträger des durch den Trommelläufer gebildeten umlaufenden Wärmetauschers strömen kann.

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer perspektivischen . Ansicht eines durch Abwandlung des in Figur 1 dargestellten Verfahrens hergestellten Trommelläufers eines Gebläses. Das Verfahren zur Herstellung dieses Trommelläufers weicht insofern von dem in Figur 1 dargestellten Verfahren ab, als die Lochvorrichtung 9 fehlt, durch die die Boden an den freien Enden der hohlen Vorsprünge entfernt werden. In Figur 3 sind drei Bandwindungen 30 teilweise dargestellt, die nach links weisende hohle Vorsprünge 31 tragen, deren Profil gebläseschaufeiförmig ist und die an ihren freien Enden durch Böden 32 verschlossen sind. Die Böden 32 sind durch Widerstandsschweißung mit den von den Vorsprüngen freien Seiten der Bandwindungen 30 verbunden, wobei es gleichgültig ist» ob die Vorsprünge 32 fluchten oder nicht.

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Bei dem in Figur 4 schematisch dargestellten zweiten Verfahren zur Herstellung eines Trommelläufers für einen;! umlaufenden Wärmetauscher werden zwei von VorratsroIlen 40, 40' abziehbare Bänder 41, 41* im wesentlichen gleichen Verfahrensschritten unterworfen. Durch zweimaliges Walzen mittels konischer Walzen 42_r 42" bzw. 42», 42"» «ad jeweils nachfolgendes Glühen in Vorrichtungen 43, 43* bzw. 43', 43' " werden die Bänder 41 bzw. 41' schraubenlinienförmig gewendelt. Danach durchlaufen die Bänder Profilwalzen 44* bzw. 44", durch die die Randbereiche der

fe Bänder, Vie es in Figur 5 und 11 näher dargestellt 1st, verformt werden. Nach einer weiteren Glühbehandlung in einer Vorrichtung 45 bzw. 45* werden die Bänder 41 bzw. 41* in einer Tiefziehvorrichtung 46 bzw. 46* mit hohlen« ein Schaufelprofil aufweisenden Vorsprüngen C54 JUi Figur 5) versehen, deren an ihren freien Enden befindlichen Böden nach Hindurchführen durch eine weitere Glühvorrichtung bzw. 47' in einer Lochvorrichtung 48, bzw. 48* entfernt werden. Daraufhin werden die beiden schraubenlinienförmig gewundenen Bänder 41, 41* in der Weise zusammengeführt, daß sie sich mit den freien Enden ihre* in der ¹SPIefaiieh*· vorrichtung 46 bzw. 46' erzeugten hohlen Vorsprünge berühren. Die sich berührenden hohlen VorsprÜnqe werden in

einer Widerstandsschweißvorrichtung 49 miteinander verbunden, wie es in Figur 12 dargestellt iat. Daraufhin werden, wie es in Figur 13 näher dargestellt ist* in einer Rollnahtschweißvorrichtung 50 die InnenrMnder und daraufhin in einer Rollnahtschweißvorrichtung 51 die Außenränder aufeinanderfolgender Windungen der beiden Bänder 43 und 41* miteinander verschweißt. Zum Schluß werden die, Schweißnähte in einer Vorrichtung 52 nachgeglüht. r

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Mit dem in Figur 4 beschriebenen zweiten Herstellungsberfahren ergibt sich ein in Figur 5 in einem Ausschnitt aus einer perspektivischen Ansicht dargestellter Trommelläufer eines Wärmetauschers. Es sind 3 Windungen 53 dargestellt, von denen jede aus einem Band 41 und einem Band 41' zusammengesetzt ist. Die Bänder 41 und 41' sind spiegelbildlich gleich und tragen auf ihrer einen Seite hohle VorSprünge 54, deren Stirnseiten ausgespart und mit entsprechend ausgesparten Stirnseiten der hohlen Vorsprünge einer benachbarten Windung des anderen Bandes stumpf verbunden sind.* Ein innerer Randbereich 55 und ein äußerer Randbereich 56 jedes Bandes 41 bzw. 41' ist so verformt, daß er auf der von den hohlen VorSprüngen 54 abgewandten Seite des Blechbandes hervorsteht, so daß sich zwischen den Blechbändern 41 und 41' ein hohler, schraubenlinienförmig gewundener Kanal 57 ergibt, dessen Windungen durch parallel zu einer Achse 58 des Trommelläufers verlaufende, von den hohlen Vorsprüngen 54 gebildete Kanäle miteinander verbunden sind. Dabei ist es gleichgültig, ob die von links und rechts in eine Windung des Kanals 57 mündenden hohlen VorSprünge 54 fluchten oder nicht fluchten, da der Ringkanal 57 alle in ihn mündenden Vorsprünge miteinander verbindet.

Figur 6 zeigt einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch die in Figur 5 dargestellte Anordnung, wobei die in Figur 5 verwendeten Bezugsziffern angebracht sind. Die äußeren Enden der verformten Randbereiche 55 und 56 der beiden Blechbänder 41 und 41* sind durch Rollnähte 60 miteinander verbunden, während die Stirnseiten der aneinander stoßenden hohlen Vorsprünge 54 durch eine Stumpfschweißnaht 61 miteinander verbunden sind.

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Das in Figur 7 schematisch dargestellte dritte Verfahren zur Herstellung eines Tromraelläufers aus zwei Bändern für einen umlaufenden Wärmetauscher gleicht im wesentlichen dem in Figur 4 dargestellten zweiten Verfahren, und es ergibt wie dieses einen Trommelläufer, wie er in den Figuren 5 und 6 schematisch dargestellt ist. Dieses dritte Herstellungsverfahren unterscheidet sich von dem in Figur 4 dargestellten zweiten Herstellungsverfahren lediglich darin, daß zwei von Vorratsrollen 70 bzw. 70" abziehbare Bänder 71 bzw. 71' zunächst gemeinsam nacheinander konische Walzen 72, eine Glühvorrichtung 73, weitere konische Walzen 74 und eine weitere Glühvorrichtung 75 durchlaufen. Erst danach erfolgt eine Trennung der Bänder 70 und 71, von denen dann jedes Profilwalzen 76 bzw. 76' zur Verformung der Randbereiche der Bänder, Vorrichtungen 77 bzw. 77' zum Zwischenglühen der Bänder, TiefZiehvorrichtungen 78 bzw. 78■ · zum Herstellen hohler VorSprünge, Vorrichtungen 79 bzw. 79' zum Zwischenglühen der Bänder und Lochvorrichtungen 700 bzw. 700" zum Entfernen der Böden an den freien Enden der hohlen Vorsprünge getrennt durchläuft, wonach die hohlen Vor Sprünge der Bänder 70 und 71 in einer Widerstands·* schweißvorrichtung 701, die inneren verformten Randbereiche mit einer Rollnahtschweißvorrichtung 702 und die äußeren verformten Randbereiche mit einer Rollnahtvorrichtung 703 miteinander verbunden werden. Zum Schluß durchlaufen die so gebildeten Schweißnähte noch eine Vorrichtung 704, in der sie nachgeglüht werden.

Durch das in Figur 8 schematisch dargestellte vierte Verfahren wird das in Figur 9 in einem Ausschnitt aus einer perspektivischen Ansicht dargestellte gerippte

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Wärmetauscherrohr hergestellt. Von einer Vorratswalze 80 wird ein erstes Blechband 81 abgezogen und nacheinander durch konische Walzen 82, eine Zwischenglüh-' vorrichtung 83, weitere konische Walzen 84, eine weitere Zwischenglühvorrichtung 85, Profilwalzen 86 zur Verformung der Randbereiche des Blechbandes 81 und eine dritte Zwischenglühvorrichtung 87 hindurchgeleitet. Gleichzeitig damit wird von einer Rolle 88 ein zweites Blechband 89 nacheinander durch konische Walzen 90, eine Zwischenglühvorrichtung 91, weitere konische Walzen 92 und eine weitere Zwischenglühvorrichtung 93 hindurchgeführt. Die beiden Bänder, von denen das Band 89 einen im wesentlichen langgestreckten rechteckigen Querschnitt und das Band 81 einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt hat, werden daraufhin vereinigt und gemeinsam durch eine Widerstandsschweißvorrichtung 94, durch die ein Mittelteil des U-förmigen Bandes 81 stumpf mit einer Seite des Bandes 89 verschweißt wird, durch eine erste Rollnahtschweißvorrichtung 95, durch die ein innerer Rand des Blechbandes 89 mit einem flanschförmig abgebogenen inneren Rand des Blechbandes 81 verschweißt wird, und durch eine zweite Rollnahtschweißvorrichtung g 96 hindurchgeführt, durch die ein äußerer Rand des Blechbandes 81 mit einem Mittelbereich des Blechbandes 89 verschweißt wird.

Figur 10 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des den trapezförmigen Querschnitt eines Blechbandes bewirkenden Verfahrensabschnitts. Ein ursprünglich gerades Blechband 100 mit langgestrecktem, rechteckigem Querschnitt wird zwischen zwei konischen Rollen 101, 102 hindurchge-

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leitet, die das Blechband 100 quer zu seiner Längsausdehnung ungleichförmig strecken, so daß es nach Verlassen der konischen Walzen 101 und 102 einen trapezförmigen Querschnitt 103 hat und einer gekrümmten Mittellinie 104 folgt. Nach Verlassen der konischen Walzen 101 und 102 bildet das Band 100 also eine hochkant stehende, schraubenlinienförmige Wendel.

Figur 11 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Verformung der Rand- W bereiche 110 und 111 eines Blechbandes 112 mit zwei Profilwalzen 113, 114. Die Darstellung ist so getroffen» daß der Randbereich 110 bereits verformt ist und der Randbereich 111 zwischen den Walzen 113 und 114 hindurchläuft. ■

Figur 12· zeigt schematisch zwei mit den Stirnseiten 120, 121 ihrer hohlen Vorsprünge 122, 123 aneinander gelegte Blechbänder 124, 125, in deren hohlen Vorsprünge 122, 123 Schweißelektroden 126, 127 eingeführt sind.

Figur 13 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung, mit der die verformten

. Randbereiche 131 und 132 zweier benachbarter Windungen zweier an ihren hohlen Vorsprüngen 133, 134 verbun- ' dener Blechbänder 135 und 136 miteinander verbunden werden. Dies geschieht durch Hindurchführen aneinander anliegender Randbereiche 131, 132 zwischen zwei Bollen 137 und 138. Ein Schweißrand 139 der Rolle 137 ist konisch ausgebildet, und eine Welle 140 der 'Rolle ist gegenüber der Ebene der Blechbänder 135, 136 leicht schräg angeordnet, so daß die Rolle 137 einen bereits verschweißten Randbereich 141 nicht behindert. Die

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zweite Rolle 138 besitzt eine im wesentlichen senkrecht auf der Ebene der Blechbänder 135, 136 stehende Achse 142. Da der für die Sähweißrollen und deren Lagerung zur Verfügung stehende Raum sehr begrenzt ist, sind die Schweißrollen schwenkbar aufgehängt, und es wird ihnen durch nicht näher dargestellte Mittel eine Schwingbewegung erteilt, die/so beschaffen ist, daß ein Teil der von ihnen auf die zu verbindenden Ränder 131 und 132 ausgeübten Anpreßkraft durch eine dynamische Massenkraft aufgebracht wird. Dabei sind die λ Vorschubgeschwindigkeit und die Frequenzverschwingbewegung so aufeinander abgestimmt, daß eine dichte Naht erzeugt wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Trommelläufer für einen umlaufenden Wärmetauscher, der zwischen zwei konzentrischen ZyIInderflächen etwa radial verlaufende/ im Abstand zueinander gehaltene Ringscheiben aufweist/ dadurch gekennzeichnet/ daß die Ringscheiben (30) Teile einer Schraubenfläche sind.

2. Trommelläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Ringscheiben (30) Ausbuchtungen (32} aufweisen/ deren axiale Erstreckung dem Abstand der Ringscheiben voneinander entspricht.

3. Trommelläufer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die Ausbuchtungen (32) einer Ringscheibe mit der folgenden Ringscheibe fest verbunden sind.

4. Trommelläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Ringscheiben aus einem durch zwei Walzen schraubenlinienförmig gewendelten, hochkantgestellten/ einseitig mit hohlen, ein Schaufelprofil aufweisenden Vorsprüngen gleichmäßig längs der schraubenlinie versehenen Blechstreifen bestehen, die einerseits an ihren Rändern und andererseits an Stirnflächen ihrer hohlen VorSprünge miteinander verbunden sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines mit Schaufeln versehenen Trommelläufers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet/ daß ein gerades Blechband gleichmäßiger Dicke durch kontinuierliches Hindurch-

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leiten zwischen gegebenenfalls mehreren Paaren konischer Walzen und jeweils nachfolgendem Zwischenglühen zu einem schraubenförmig gewundenen Blechband mit trapezförmigem Querschnitt verformt, danach mittels eines Tiefziehwerkzeugs gleichabständig längs der Schraubenlinie nacheinander mit hohlen und in senkrecht auf einer Achse der Schraubenlinie stehenden Ebenen einen schaufelprofilförmigen Querschnitt aufweisenden Vorfprüngen versehen, sodann durch Verbinden mittels widerstandsschweissen der freien Enden der hohlen Vorsprünge mit der von hohlen Vorsprüngen freien.Seite eines benachbarten Gangs des schraubenförmig gewundenen ä Blechbands zu einem rohrförmigen Gebilde zusammengefügt und zuletzt durch Abtrennen entsprechender Längen in die Mäntel der Trommelläufer verlegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das schraubenförmig gewundene und mit den Vorsprüngen versehene Blechband in entsprechende Längen zerlegt und dann zu einem rohrförmigen Gebilde zusammengefügt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Vorsprünge mit der

freien Seite des Blechbands durch Widerstandsschweißen " erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Vorsprünge mit der freien Seite des Blechbands durch Löten erfolgt.

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9. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung der Vorsprünge mit der freien Seite des Blechbands durch Kleben erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 5 zur Herstellung eines mit hohlen Schaufeln versehenen Mantels eines Gebläseläufers eines umlaufenden Wärmetauschers, bei dem die von dem Gebläseläufer geförderte Luft einen ersten Wärmeträger bildet und ein zweiter Wärmeträger in den hohlen Schaufeln parallel zu einer Achse des Gebläset läufers strömt, dadurch gekennzeichnet, daß ein gerades Blechband gleichmäßiger Dicke durch kontinuierliches Hindurchgleiten zwischenggf. mehreren Paaren

konischer Walzen und jeweils nachfolgendem Zwischenglühen zu einem schraubenförmig gewundenen Blechband mit trapezförmigen Querschnitt verformt, danach mittels eines Tiefziehwerkzeugs gleichabständig längs der Schraubenlinien nacheinander mit hohlen und in senkrecht auf einer Achse der Schraubenlinie stehenden Ebenen einen schaufelprofilförmigen Querschnitt aufweisenden Vorsprüngen versehenen, sodann an den freien Enden der Vorsprünqe von den dort befindlichen F Böden der Vorsprünge befreit, danach durch Einstecken

der freien Enden der Vorsprünge in Ansatzöffnungen der Vorsprünge des benachbarten Gangs des schraubenförmig gewundenen Blechbands und durch Verschweissen zu einem rohrförmigen Gebilde zusammengefügt und zuletzt durch Abtrennen entsprechender Längen in die Mäntel der Gebläseläufer des umlaufenden Wärmetauschers verlegt wird.

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