DE1932027A1

DE1932027A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: DE1932027A1
Application number: DE19691932027
Authority: DE
Inventors: Smith Eric Murray; Northumber Newcastle-Upon-Tyne; Coombe Brian Peter
Original assignee: University of Newcastle, The; Clarke Chapman Group Ltd
Current assignee: University of Newcastle, The; Clarke Chapman Group Ltd
Priority date: 1968-06-24
Filing date: 1969-06-24
Publication date: 1970-01-15
Also published as: GB1280453A

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL.-ΙΝΘ. GRALFS 1932027DR. MÜLLER-BORE DIPL.-ΙΝΘ. GRALFS 1932027

DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL ! V 0 4 U £ /DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL! V 0 4 U £ /

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

24. Juni 1969 P/Sch - U 1002June 24, 1969 P / Sch - U 1002

UNITEESIIY 0Έ NEWCASTLE-UPON-TYNE Newcastle-upon-Tyne, Northumberland, EnglandUNITEESIIY 0Έ NEWCASTLE-UPON-TYNE Newcastle-upon-Tyne, Northumberland, England

undand

CLARKE CHAPMAN & CO. LTD.CLARKE CHAPMAN & CO. LTD.

Victoria Works, G-ateshead 8, County Durham,Victoria Works, 8 G-ateshead, County Durham,

EnglandEngland

Wärme tauseherHeat exchanger

Die Erfindung betrifft Wärmetauscher, und insbesondere rohrförmige Wärmetauscher.The invention relates to heat exchangers, and more particularly tubular heat exchangers.

einheit Gemäß der Erfindung besitzt eine Wärmetauscher/eine Mehrzahl von Rohren mit Einlaß- und Auslaßanschlussen zur Zuführung eines Fluids zu den Rohren und Abführung von den Rohren, wobei die Rohre derart angeordnet .sind, daß sie im wesentlichen einer schraubenförmigen oder geneigten Bahn folgen.unit According to the invention has a heat exchanger / a A plurality of tubes with inlet and outlet connections for supplying a fluid to the pipes and discharging it from the pipes, the pipes being arranged in such a way that they essentially follow a helical or inclined path.

Die Erfindung umfaßt auch eine Wärmetauschereinheit mit einer Mehrzahl von Rohren mit Einlaß- und Auslaßanschlüssen zur Zuführung eines Fluids zu den Rohren und Abführung dieses Ekiids von den Rohren, wobei die Rohre derart angeordnet sind, daß sie einer im wesentlichen schraubenförmigen Bahn folgen, wodurch Teile von Rohren, dieThe invention also includes a heat exchanger unit having a plurality of tubes with inlet and outlet connections for supplying a fluid to the tubes and discharging this Ekiids from the tubes, the tubes in such a way are arranged to follow a substantially helical path, whereby parts of pipes which

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in der Wärmetauschereinheit einander gegenüberliegend angeordnet sind, relativ zueinander geneigt sind.are arranged opposite one another in the heat exchanger unit, are inclined relative to one another.

Die Wärmetauschereinheit kann derart ausgebildet sin, daß bei Betrachtung in Richtung der Achse der Spirale eine die Spirale enthaltende umhüllende im wesentlichen kreisförmig, elliptisch oder rechteckig ist.The heat exchanger unit can be designed in such a way that that when viewed in the direction of the axis of the spiral an envelope containing the spiral essentially is circular, elliptical, or rectangular.

Für den Fall, daß die Umhüllende im wesentlichen rechteckig ist, können diejenigen Rohre, welche die große Fläche des Hechtecks bilden, aneinanderstoßen oder nahe beieinanderliegen, so daß eine derartige Einheit ils Tafel, bzw. Platte betrachtet werden kann, in der die die Hauptflächen bildenden Rohre gegeneinander geneigt und in parallelen Ebenen angeordnet sind. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können Rohrtafeln auch aus miteinander verflochtenen Rohren hergestellt werden. Obwohl eine derartige Konstruktion besonders für Rohre aus Eunststoffmaterialen geeignet ist, kann sie auch bei Rohren aus Metall oder Legierungen verwendet werden.In the event that the envelope is essentially rectangular is, those tubes that form the large area of the pike can butt against each other or are close together, so that such a unit can be viewed in the panel the tubes forming the main surfaces are inclined towards one another and are arranged in parallel planes. According to an alternative embodiment, pipe panels can also be made from intertwined pipes. Although such a construction is particularly useful for If pipes made of plastic materials are suitable, it can also be used for pipes made of metal or alloys will.

Die Rohre können/an den gegenüberliegenden Enden der Einheit oder Tafel gelegenen Sammlern verbunden sein.The tubes can be connected to headers located at opposite ends of the unit or panel.

Je nach Wunsch können der Abstand und der Steigungswinkel der- Rohre gleich oder verschieden sein. Falls der Abstand und der Steigungswinkel gleich sind, kann die Wärmetauschereinheit als eine Umhüllende von beispielsweise kreisförmigem, elliptischem oder rechteckigem Querschnitt betrachtet werden, wobei die Wände der Hüllfläche aus einer Anordnung von im wesentlichen schraubenförmig ^: gewundenen Rohren bestehen.The distance and the angle of inclination of the pipes can be the same or different as desired. If the distance and the pitch angles are equal, the heat exchanger unit can be regarded as an envelope, for example, circular, elliptical or rectangular cross-section, wherein the walls of the envelope surface of an array of substantially ^helically: consist convoluted tubes.

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Die Mehrzahl der Rohre kann innen oder außen bezüglich der Spirale gehaltert sein. Alternativ können die Eohre einen tragenden Druckmäntel schneiden, bzw. durchsetzen, wie dies im einzelnen noch beschrieben wird.The majority of the tubes can be internal or external with respect to be supported by the spiral. Alternatively, the ears can cut or enforce a load-bearing pressure jacket, as will be described in detail below.

Um den Rohrabstand zwischen benachbarten Rohren aufrechtzu_erhalten, kann um das Äußere eines jeden Rohres oder auf abwechselnde Rohre, bzw. auf jedes zweite Rohr ein Abstandsdraht gewickelt werden.To maintain the pipe spacing between adjacent pipes, can be around the outside of each pipe or on alternating pipes, or on every other pipe Spacer wire to be wound.

Zur Erhöhung der für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden wirksamen Oberfläche können die Rohre innen oder außen gerippt ausgebildet sein.To increase the available for heat exchange standing effective surface, the tubes can be ribbed inside or outside.

Zwei oder mehr der vorstehend beschriebenen Wärmetauschereinheiten oder Tafeln können zusammen zur Bildung größerer Einheiten verwendet werden, welche gemeinsame Sammler oder Mehrfachsammler besitzen, die derart konstruiert sind, daß Einfach- oder Melirströmungsbahnen für ein oder mehr rohrseitige Fluide gegeben sind. Die Einheiten oder Tafeln können derart angebracht sein, daß die Fluidhauptströmung, welche durch die mehreren Einheiten geht, eine in gleicher Richtung verlaufende Strömung, eine Gegenströmung oder Querströmung ist. Zwei oder mehr derartige Rohrtafeln können in dem gleichen Druckmantel eingeschlossen sein.Two or more of the heat exchanger units described above or panels can be used together to form larger units that have common collectors or Have multiple collectors that are designed so that single or melir flow paths for one or more pipe-side Fluids are given. The units or panels can be mounted in such a way that the main fluid flow, which goes through the several units, a flow running in the same direction, a counter flow or Cross flow is. Two or more such tube sheets can be enclosed in the same pressure jacket.

Die Erfindung umfaßt auch einen Wärmetauscher mit zwei oder mehr Wärmetauschereinheit; en der beschriebenen Art, welche in einem Mantel angebracht sind und/ gemeinsamen Einlaß- und Auslaßanschlüssenzur Gewährleistung einer einzigen Strömungsbahn oder von Mehr-Strömungsbahnen versehen sind. Die Einheiten können in Form rechteclager Tafeln vorliegeni weiche derart abgeändert sind, daß jede Einheit in einer Ebene gekrümmt ist, wobei die Krümmung der Einheiten derart ist, daß dann, wenn sie in einerThe invention also includes a heat exchanger having two or more heat exchanger units; en of the type described, which are mounted in a jacket and / common inlet and outlet ports to ensure a single flow path or provided by multiple flow paths are. The units can be in the form ofrechteclager Tables are available which are modified in such a way that each Unit is curved in a plane, the curvature of the units is such that when they are in a

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ringförmigen oder kreisförmigen Leitung angeordnet sind, diese Einheiten einer Evolventen-Kurve mit im wesentlichen konstantem Abstand zwischen aneinandergrenzenden Einheiten folgen. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die so gekrümmten Einheiten derart angebracht sein, daß ihre Krümmungsmittelpunkte im wesentlichen koaxial zu der Achse einer ringförmigen oder zylindrischen Leitung liegen. Falls erwünscht sind aneinandergrenzende Einheiten mit dem gleichen Krümmungsradius peripherisch voneinander beabstandet. Des weiteren können Einheiten in aneinandergrenzenden konzentrischen Reihen von Einheiten relativ zueinander so gestaffelt, bzw. versetzt sein, daß zwischen der innersten und äußersten konzentrischen Reihe in dem Wärmetauscher kein direkter Radialspalt vorliegt.are arranged in a ring-shaped or circular conduit, these units of an involute curve with essentially follow constant distance between adjacent units. According to another embodiment the units curved in this way can be attached in this way be that their centers of curvature are substantially coaxial with the axis of an annular or cylindrical Line lie. Adjacent units with the same radius of curvature are if desired peripherally spaced from one another. Furthermore, units can be in adjacent concentric Rows of units can be staggered or offset relative to one another so that between the innermost and outermost concentric row in the heat exchanger there is no direct radial gap.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand verschiedener Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigen:Further details and advantages of the invention are given below with reference to various embodiments Explained with reference to the drawing; in this show:

Die Fig. 1 eine Wärmetauschereinheit im Aufriß und im ^{und 2} Grundriß,Fig. 1 is a heat exchanger unit in elevation and in ^{plan and 2 in} plan,

die Fig. 3
und 4Fig. 3
and 4

eine geschnitten dargestellte Aufrißansicht und eine geschnitten dargestellte schematische Draufsicht einer Anordnung von Einheiten, welche eine Iiehrströmungsbahn gewährleistet und innerhalb einer zylindrischen Ummantelung angeordnet ist und eine koaxiale Rückflußleitung aufweist,a sectional elevation view and a sectional schematic Top view of an arrangement of units which ensures a flow path and arranged within a cylindrical shell and has a coaxial return line,

Fig. 5 eine weitere Anordnung von WärmetauscherBinheiten, die in einem zylindrischen Gehäuse angebracht werden kann, wobei ein Saumtiersjetem und Strömungs- und Rückflußrohre angegeben sind,5 shows a further arrangement of heat exchanger units which can be mounted in a cylindrical housing, with a seam animal jetem and flow and return pipes being indicated,

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, welche bei der Herstellung einer Wärmetauschereinheit gemäß der Erfindung verwendet wird,6 shows a schematic representation of a device, which is used in the manufacture of a heat exchanger unit according to the invention,

Fig. 7 eine schematische Darstellung, die zur Erklärung dient und auf die in der folgenden Beschreibung noch Bezug genommen wird, wobei in dieser Darstellung "d" den Durchmesser des Rohres darstellt, aus dem eine Einheit hergestellt ist, "p" den Abstand zwischen aneinandergrenzenden Windungen nebeneinanderliegender Rohre angibt und mit O und 0 die Winkel zwischen den vorderen und hinteren Rohren und einer zu der Achse der jeweiligen Spirale rechtwinkligen Linie bezeichnet sind,Fig. 7 is a schematic illustration which is used for explanation and to which in the following description is still referred to, where in this illustration "d" represents the diameter of the pipe, from which a unit is made, "p" the distance between adjacent turns of adjacent pipes and with O and 0 the angles between the front and rear tubes and one to the axis of the respective Spiral right-angled line are designated,

Fig. 8 in geschnittener Aufriß- und Draufsichtdarstellung ^ ein Bündel von drei Einheiten im wesentlichen entsprechend der Darstellung in Fig. 1, welche einen zylindrischen Druckmantel durchschneiden, bzw. durch diesen geführt sind und von diesem getragen werden,Fig. 8 in sectional elevation and plan view ^ a bundle of three units substantially corresponding the illustration in Fig. 1, which cut through a cylindrical pressure jacket, or are guided by and carried by it,

Fig. 10 eine Rohrtafel aus vier Sätzen miteinander verflochtener Rohre, 10 shows a pipe sheet made up of four sets of interwoven pipes,

Fig.'11 eine auseinandergezogene Darstellung eines Wärmetauschers mit einer Mehrzahl von Einheiten, bei denen relativ kurze Zufuhr- und Sammelrohrs-fc_ü-cke verwendet sind,Fig.'11 is an exploded view of a heat exchanger with a plurality of units, in which have relatively short supply and collecting pipes are used

Fig.12 eine Wärmetauschereinheit, die ähnlich der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einheit ist, aber derart abgeändert ist, daß sich die Sammelrohre längs der Einheit erstrecken und Träger für die Rohre der Einheit bilden, undFig. 12 shows a heat exchanger unit which is similar to that in the Fig. 1 and 2 shown unit, but is modified so that the headers along the Extending the unit and forming supports for the pipes of the unit, and

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Fig. 13 eine Aus führung s■ f ο rm eines Wärmetauschers, "bei der Wärmetauschereinheiteii verwendet sind, die in einer Ebene gekrümmt sind.13 shows an embodiment of a heat exchanger, "at of the heat exchanger unit are used, the are curved in one plane.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Wärmetauschereinheit U mit zwölf schraubenförmig gewundenen Bohren 1, welche in Form eines Gewindes mit einer Vielzahl gleichzeitig be-1 and 2 show a heat exchanger unit U with twelve helically wound bores 1, which in Form of a thread with a multitude of simultaneously

und zwischen ginnender Gewindegange gewunden/gerneinsamen Einlaß- und Auslaß-Sammelleitungen 2 und 3 angeordnet sind, Die Spirale besitzt einen Steigungswinkel O und einen Abstand p. In Draufsicht ist die die Spirale enthaltende Umhüllende im wesentlichen rechteckig, wobei die großen F3 jhen IA und IB (siehe Fig. 2) parallel zueinander sind und die diese Fläche bildenden Bohre quer zueinander geneigt sind, bzw. sich kreuzen. Nach den E._i&i 1 und 2 sind die Sammelanschlüsse versetzt angebracht» a ;^r gemäß konstruktionsbedingten Erfordern;'₌ .aen können die Sammelrohre auch vertikal in der Mitt&. horizontal in der Mitte, vertikal versetzt, horizontal versetzt sowie an der vertikalen Kopfseite und der horizontalen Kopfseite angebracht sein. Die Einlaß- und Auslaß-Sammelrohre können auch am gleichen Ende der Einheit angeordnet und entsprechend den geforderten Strömungsbedingungen geeignet unterteilt sein.and are wound between starting threads / like common inlet and outlet manifolds 2 and 3, The spiral has a pitch angle O and a distance p. In plan view, the envelope containing the spiral is essentially rectangular, the large lines IA and IB (see FIG. 2) being parallel to one another and the bores forming this surface being inclined transversely to one another or crossing one another. According to E. _{i & i} 1 and 2, the collective connections are offset "a; ^ r according to design-related requirements;" ₌ .aen the manifolds can also vertically in the middle &. horizontally in the middle, vertically offset, horizontally offset and attached to the vertical head side and the horizontal head side. The inlet and outlet headers can also be arranged at the same end of the unit and appropriately subdivided according to the required flow conditions.

Die Fig. 3 und 4- zeigen eine Mehrzahl von rechteckigen Wärmetauschereinheiten 11, die ähnlich denen der Fig. 1 und 2 sind und um eine gemeinsame Bückflußleitung' 4 angeordnet sind, welche von einem zylindrischen Sammler 5 gespeist wird. Die gesamte Anordnung ist innerhalb eines zylindrischen Gehäuses oder Mantels 6 angebracht.Figures 3 and 4- show a plurality of rectangular ones Heat exchanger units 11, which are similar to those of FIG. 1 and 2 are arranged around a common backflow line 4 which is fed by a cylindrical collector 5. The entire arrangement is within one cylindrical housing or jacket 6 attached.

Fig. 5 zeigt eine geänderte Ausführungsform der Anordnung nach den Fig. 3 und 4 und läßt ein Bücklauf-Sammelsystem 7 und 7A erkennen, daß zur Umfassung der RücklaufanschlüsaeFig. 5 shows a modified embodiment of the arrangement 3 and 4 and leaves a return collection system 7 and 7A recognize that to enclose the return connections

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der Einheiten strichliert angegeben ist. Die Rücklaufrohre sind bei 8 und 8A dargestellt, und falls es gewünscht wird, können Speiserohre bei 9 und 9-A. angeordnet werden.of the units is indicated by dashed lines. The return pipes are shown at 8 and 8A and, if desired, feed tubes can be added at 9 and 9-A. arranged will.

Die Wärmetauschereinheiten sind innerhalb einer Innen-Zwischenwand 10, die gewöhnlich im Querschnitt kreuzförmig ist, gehaltert.The heat exchanger units are inside an inner partition 10, which is usually cruciform in cross-section, supported.

Die Fig. 8 und 9 zeigen drei Einheiten U, welche im wesentlichen gleich den Einheiten nach Fig. 1 sind und in einem zylindrischen Druckmantel 6 gehaltert sind. Zur Erleichterung der Konstruktion ist das Gehäuse, bzw. der Mantel 6 geeignet vorgebohrt, um gerade Längen des Hohres P1 aufzunehmen, welche mit dem Mantel oder Gehäuse verschweißt und dann durch gekrümmte Verbindungsstücke oder Krümmer P2 verbunden werden. »8 and 9 show three units U, which essentially are the same as the units according to FIG. 1 and are held in a cylindrical pressure jacket 6. To facilitate the construction, the housing or the jacket 6 is suitably pre-drilled to straight lengths of the Hohres P1 to record which with the jacket or housing welded and then connected by curved connectors or elbows P2. »

Fig. 10 zeigt eine Einzeljrfeinheit U, bei der vier gewundene Rohre 1 verflochten und mit in Querrichtung verlaufenden Einlaß- und Auslaß-Sammelleitungen 2 und 3 verbunden sind.Fig. 10 shows a single fineness U, in which four are wound Pipes 1 intertwined and with running in the transverse direction Inlet and outlet manifolds 2 and 3 are connected.

Fig. Ii zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers' mit zwei Wärmetauschereinheiten U und Endplatten S" und E2. Jede Einheit besitzt; ein ihr zugeordnetes Eirila^/Auslaß-Untersammelteil 3*/S.", das auf gemeinsamen o_vfescigungsbolzen B angebracht iss, von denen einer geseilt; Is ζ. In Fig. ''" sind zwei Einlasse I', 12 und zwei Auslässe C , 02 dargestellt, welche dazu dienen, die Eiπlaß/Aus2ai-Untersammelstücke S^!/S0 abwechselnder Einheiten miteinander zu verbinden. Falls erforderlich können jedoch aujh andere Sammleranordnung en verwendet werden.Fig. Ii shows an exploded perspective view of a heat exchanger 'with two heat exchanger units U and end plates S "and E2 Each unit has;. A its associated Eirila ^ / outlet sub-collection part 3 * / S.", Which mounted on common o _v fescigungsbolzen B eat, one of which has roped; Is ζ. In Fig. ''"Two inlets I ', 12 and two outlets C, 02 are shown, which serve to connect the inlet / outlet sub-collectors S ^! / S0 of alternating units. If necessary, however, other collector arrangements can also be used will.

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Fig. 12 zeigt eine Einheit mit vier schraubenförmig gewundenen Bohren 1 mit zugeordneten Sammelrohren L1 und LO₁ welche sich in Längsrichtung der Tafel oder Platte er- ' strecken und Träger für die Rohre bilden. Eine derartige Sammler/Träger-Konstruktion kann für eine Mehrzahl von Einheiten mit einem gemeinsamen Einlaß- oder Auslaß-Sammelrohr entsprechend den Erfordernissen verwendet werden..12 shows a unit with four helically wound bores 1 with associated collecting pipes L1 and LO ₁ which extend in the longitudinal direction of the panel or plate and form supports for the pipes. Such a header / carrier construction can be used for a plurality of units with a common inlet or outlet header pipe as required.

Einheiten von der Art rechteckiger Tafeln können tfe in den vorstehend erläuterten Figuren eben sein, oder sie können in einer einzigen Ebene gekrümmt sein und demgemäß kreisförmigen, evolventenförmigen oder anderen Krümmungen tolgen. Gemäß alternativer Ausführungsformen können dl· TiLfein auch mit rechten Winkeln zueinander in zwei Ebenen gekrümmt sein. Beispielsweise können die Einheiten teilweise kugelförmig ausgebildet sein.Units can rectangular on the type panels tfe be in the above-described figures, flat, or they may be curved in a single plane and accordingly circular involute or gene other curvatures tol According to alternative embodiments. Can dl · TiLfein also at right angles to each other in two Planes be curved. For example, the units can be partially spherical.

Die in einer Ebene evolventenförmig gekrümmten Tafeln können in einer ringförmigen oder kreisschal4enförm£gen Leitung eingeschlossen werden, und dadurch wird ein gleichet oder etwa gleicher Abstand gemessen in Umfangsrichtung bei beliebigem gegebenen Radius erhalten. Strömt das Fluid in einer im wesentlichen axialen Richtung relativ zur Leitung, so trifft es im wesentlichen überall auf die gleiche Geometrie. . The panels curved involute in one plane can be in a ring-shaped or circular cup-shaped manner Line are included, and thereby one becomes equal or approximately the same distance measured in the circumferential direction at any given radius. If the fluid flows in a substantially axial direction relative to the conduit, so it meets essentially the same geometry everywhere. .

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Anordnung der Hoheiten U. Diese Anordnung ergibt sich eindeutig aus der Zeichnung und wird daher nicht näher erläutert.13 shows a further embodiment of the arrangement of the Highnesses U. This arrangement emerges clearly from of the drawing and is therefore not explained in more detail.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrtafel Oder" Rohreinheit U entsprechend der Darstellung in Fig. 1 erläutert, wobei diese Einheit Sammler-mit versetzten Einlaß- - un<3 ioisl aß anschluss en aufweist.The following is a method of making a pipe sheet Or "pipe unit U explained in accordance with the illustration in FIG. 1, this unit being offset by a collector Inlet - un <3 ioisl aß connections.

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1."Die Rohre werden eventuell mit einer Legierung oder ande- · ren Substanz mit niedrigem Schmelzpunkt gefüllt, um ein Knicken während der Verformung zu verhindern (die Füllung ; wird in einem späteren Stadium wieder entfernt).1. "The pipes may be coated with an alloy or other- · ren substance with a low melting point filled to a To prevent kinking during the deformation (the filling; will be removed again at a later stage).

2. Die Rohre werden dann um eine Formeinrichtung mit elliptischem Querschnitt gewunden, deren kleine Achse kleiner als 1/3 ihrer großen Achse ist.2. The tubes are then wound around a former with an elliptical cross-section, the minor axis of which is smaller than 1/3 of its major axis.

3. Der Steigungswinkel der Wicklung ist von einer Anzahl von Faktoren abhängig, z.B. von der Anzahl der Rohre und dem Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Rohren. j3. The pitch angle of the winding is of a number of Factors dependent, e.g. on the number of pipes and the distance between pipes next to each other. j

4. Die Formeinrichtung wird dann entfernt, worauf.· eine weitere Formung durch seitliches Strecken der Einheit vorge- j nommen werden kann, und zwar entweder gleichzeitig mit oder,>unabhängig yon einer ein Z^aj^mendr^ck^n in.Quer- ψ/ richtung⁷ bewirkenden Einrichtung.4. The molding device is then removed, whereupon further molding can be carried out by stretching the unit sideways, either at the same time as or independently of a horizontal pressure - ψ / direction ⁷ effecting device.

5. Die Einrichtung zum seitlichen Strecken kann zwei parallele Träger B1, B2, die in einer gemeinsamen Ebene voneinander weg_bewegt werden können, beispielsweise einen Gelenkmechanismus T (siehe Fig. 6), ein Gestänge T1 und einen Hydraulikzylinder H aufweisen. Die Außenkanten eines jeden Trägers können mit geeignet beabstandeten Ausnehmungen N versehen sein, um die relative Lage der Rohrwindungen während der Verformung aufrecht-zu-erhalten. Entsprechend der Art des Metalls, aus dem die Rohre bestehen, kann es erforderlich sein, die Einheit oder Rohrtafelanordnung während des Streckens zu erwärmen oder anderweitig zu behandeln um eine Entlastung von Innenspannungen zu erreichen.5. The device for lateral stretching can have two parallel Carriers B1, B2, which can be moved away from one another in a common plane, for example one Link mechanism T (see FIG. 6), a linkage T1 and a hydraulic cylinder H have. The outer edges of each carrier can be provided with appropriately spaced recesses N to the relative position of the To maintain pipe coils during the deformation. Depending on the type of metal the pipes are made of, the unit or Heat or otherwise treat pipe sheet assembly during stretching to relieve pressure To achieve internal stresses.

6. Die Einrichtung zum seitlichen Strecken kann in der Grund-Formvorrichtung enthalten sein, indem eine gespaltene6. The device for lateral stretching can be in the basic forming apparatus be included by a split

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Formeinrichtung von geeigneter Gestalt verwendet wird.Molding device of suitable shape is used.

7. Wenn die Rohre bis zu einem Punkt verfamt sind, an dem ein seitliches Strecken wenig weitere Wirkung erzeugt, kann die Einrichtung zum seitlichen Strecken entfernt und die Rohrtafel dadurch geformt werden, daß in Querrichtung ein Druck auf, bzw. entsprechend der kleinen Achse der Rohrtafel ausgeübt wird.7. If the pipes are clogged to a point where sideways stretching has little effect, the lateral stretching device can be removed and the tube sheet shaped by transversely a pressure is exerted on or corresponding to the minor axis of the pipe sheet.

8. Falls erforderlich können die Enden der gewundenen Rohre während des Formens festgeklemmt werden, wodurch es während des Zusammendrückens in Querrichtung möglich ist, ein Strecken in Längsrichtung auszuführen.8. If necessary, the ends of the coiled tubes can be clamped in place during molding, reducing it during the compression in the transverse direction is possible to perform a stretching in the longitudinal direction.

j Den vorstehenden Ausführungpn ist zu entnehmen, daß die Rohre im/McjkwärtigenTeil einer JF-*aheit (entsprechend der Darstellung in Fig. 1 betrachtet; bezüglich der Rohre im vorderen Teil der Einheit geneigt sind. Nach Fig. 7 können die Winkel θ und 0>. definiert werden als 1° < θ 4 89° und 0° £ 0 ^89°, und der Abstand "p" zwischen entsprechenden Windungen aneinandergrenzender Rohre kann gleich oder größer als dej? Durchmesser "d" der Rohre sein. j Ausführungpn the foregoing it can be seen that the tubes in / McjkwärtigenTeil a JF * aheit (as shown in Figure 1 viewed;... with respect to the pipes of the unit are inclined in the front part of Figure 7, the angles θ and 0 >. are defined as 1 ° <θ 4 89 ° and 0 ° £ 0 ^ 89 °, and the distance "p" between corresponding turns of adjacent tubes can be equal to or greater than the diameter "d" of the tubes.

in Die Wärmetauschereinheiten können/sehr verschiedener Weise montiert werden, um größere Einheiten als angegeben und vorstehend besch—rieben zu bilden, und der erforderliche Strömungsverlauf kann dabei durch. Verwendung geeignet konstruierter Sammler und/oder Rohrverbindungen erreicht werden.in The heat exchanger units can / in very different ways be assembled to form larger units than specified and described above, and the required Flow course can thereby through. Use suitable constructed collector and / or pipe connections can be achieved.

Die Fig. 3,4 und 5 zeigen Anordnungen von Einheiten, die in einem Gehäuse eines Hochdruck-Wärmetauschers angebracht sind. In solchen Fällen kann die gehäuseseitige Strömung durch Anbringen der Einheiten in einem Aufbau mit Ablenk- blechen unterstützt werden. Fig. 5 läßt aucIjiferkennen, in3, 4 and 5 show arrangements of units that are mounted in a housing of a high pressure heat exchanger. In such cases, the housing-side flow supported by mounting the units in a baffle structure. 5 also shows that in

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welcher Weise die Strömungen (und Ruckströmungen) von zwei oder mehr Einheiten in dem gleichen Sammler zu sammengefaßt werden können, wodurch es möglij&h gemacht wird, einen größeren Sammlerflansch zu verwenden und ein konsequentes Zusammenfassen von Rohrplattenproblemen zu erreichen. which way the flows (and return flows) from two or more units can be combined in the same header, thereby making it possible to use a larger header flange and to achieve consistent consolidation of tube plate problems.

wurde festgestellt, daß der Querabstand ⁿt" (siehe Fig. 7) in den Bereich d ^ t ^,««fallen kann.it has been found that the transverse distance ⁿ t "(see FIG. 7) can fall within the range d ^ t ^,« «.

Obwohl der Querabstand "t'\ in Fig. 7 nicht gezeigt ist, ist der vorstehend erwähnte Bereich bei einer beliebigen Wärmetäuschereinheit gemäß der Erfindung anwendbai?. Although the transverse distance "t '\ is not shown in Fig. 7, the above-mentioned range is applicable to any heat exchanger unit according to the invention.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Wärmetau- ' sohereinheiten oder Tafeln U aus konzentrischen Rohren \ aufgebaut sein. Dabei kann sich ein wärmetauschendes Fluid in dem inneren Rohr und das andere in dem ringförmigen Kaum zwischen dem inneren und äußeren Rohr befinden. Die gesamte Einheit kann sieh in einem verunreinigten bzw. unsauberen Behälter oder Mantel befinden, mit inertem Gas _t z.B. Stickstoff gefüllt ist. DiesAccording to a further embodiment, the heat exchangers can 'sohereinheiten or be constructed of concentric tubes \ U panels. One heat-exchanging fluid can be located in the inner tube and the other in the annular space between the inner and outer tubes. The entire unit can be located in a contaminated or unclean container or jacket, _{filled with inert gas t,} for example nitrogen. this

vor allem vorteilhaft, wenn Natrium mit einer wässrige^ Substanz Wärme austauscht, so daß eine sich aufgrund·von Durchlecken des Natriuss in das Wasser oder j uiagekohrt ergebend! Explosion ader chemische Reaktion | ..-in ihrer Intensität abgescliwäcii-; werden würde»especially beneficial when using sodium with a watery substance exchanges heat, so that a leakage of soda into the water or j uiagekohrt resulting! Explosion or chemical reaction | ..- reduced in intensity; would be »

Ölörlfäiaetauscher und Wärmetaiisolierfciiiheiten geaäß der Erfindung sind insbesondere geeignet zum Einsatz unter "sauberen Bedingungen⁵¹ z.B. auf nuklearem und chemischen ^: Q-ebiet und \:z Gebiet der Ifsiirungsmiutel. Ein Wärmeaustausch kann d ^Lg-^i¹IUiTt wer^LeA-KwIsciien F:^:ü3sigli:eiten_} Gasen aal geschmolzenen Metallen, tmd die :ia*;erialien_s aus de^ ci;-taucC-ifrrphre horge?-■■-■ 11t sii,. werden sowohl ■■-■ .;-Ölörlfäiaetauscher and Wärmetaiisolierfciiiheiten geaäß the invention are particularly suitable for use under "clean conditions ⁵¹ for example in the nuclear and ^chemical: Q-ebiet and \ z field of Ifsiirungsmiutel A heat exchange can d ^ LG ^ i ¹ IUiTt who ^ LEA KwIsciien F. ^:: ü3sigli: _nits} gases eel molten metals, tmd the? ia * _s erialien from de ^ ci; -taucC-ifrrphre Horge - ■■ - ■ 11t sii ,. both ■■ - ■; -.

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BADBATH

sprechend den Bedingungen unter denen der Wärmetauscher arbeiten muß als auch entsprechend den in dem Wärmetauscher zu verwendenden Fluiden ausgewählt.speaking of the conditions under which the heat exchanger must operate as well as those in the heat exchanger fluids to be used selected.

Falls es gewünscht wird, können zwei eine Gruppe "bildende Rohre, d.h. ,daß sie durch die gleiche Umhüllung festge^- legt sind, derart ausgebildet werden, daß ihre Spiralen entgegengesetzt verlaufen. Die Bahnen von Teilen der
Rohre in entsprechenden Windungen werden sich daher
schräg zueinander kreuzen.If so desired, two tubes forming a group, that is to say that they are defined by the same envelope, can be formed in such a way that their spirals run in opposite directions. The paths of parts of the
Pipes in corresponding turns will therefore be
cross diagonally to each other.

- Patentansprüche -- patent claims -

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Claims

Λ J heat exchanger unit with a plurality of bores with inlet and outlet connections for supplying and removing a fluid to and from the tubes, characterized in that the tubes are arranged SM so that they follow a substantially helical, inclined or sinusoidal path.

2. Heat exchanger unit with a plurality of tubes with inlet and outlet connections for inlet and outlet of a fluid to or from the tubes, characterized in that the tubes in such a way are arranged to follow a substantially helical or sinusoidal path and that Parts of the tubes, which are located opposite one another in the heat exchanger unit, relative to one another are inclined.

3. Heat exchanger unit according to claim 2, characterized in that in the direction of the axis of the screw or spiral considered an enveloping one containing the spiral, essentially circular, is elliptical or rectangular.

4 ·. Heat exchanger unit according to Claim 3j, characterized in that the large areas an envelope surface with a rectangular cross section or close together to form a board or plate.

5. Heat exchanger unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the distance

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and the pitch angle for each of the tubes of the same is.

6. Heat exchanger unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Distance and the pitch angle for each of the ears is different.

7. Heat exchanger unit according to one of the preceding claims, characterized in that that the helical or spiral tubes together form a tube structure which has a wall formed by the helically wound tubes. -

8. Heat exchanger unit according to one of claims 3 to 6, characterized in that a plurality of tubes are divided into groups which are arranged or located such that the envelope of a group within the envelope of the adjacent group.

9. Heat exchanger unit according to claim 8, characterized in that the tubes in one any group are intertwined.

10. Heat exchanger unit according to one of claims 1-'9 »characterized in that a spacer element is provided which is arranged at least on the outside dQdB of the second tube. l

11. Heat exchanger unit according to one of claims 8 to 10, characterized in that the Spiral of helical tubes in any * group compared to the spiral of helical

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shaped tubes in an adjacent group runs opposite.

12. Heat exchanger unit according to one of claims 1 to 11, characterized in that the Pipes are supported relative to each other.

13 · heat exchanger unit according to claim 12, characterized in that the tubes through a tubular housing or a tubular jacket are worn.

14. Heat exchanger unit according to claim 13, characterized in that the tubes through the tubular housing wall are guided.

'1 "5 · Heat exchangers with two or more * heat exchanger units according to one of claims i to · ■ +> characterized in that it is mounted in a sheath and have common inlet and outlet ports designed to that one or more flow paths are given.

\ 16. Heat exchanger with a plurality of heat exchanger units according to claim 4, characterized that each unit is curved in a plane and that the curvature of the units is such that when attaching in an annular or circular Line the units of an involute curve with substantially constant spacing between adjacent ones Units follow.

17. Heat exchanger with a plurality of heat exchanger units according to claim 4, characterized in that

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Badbath

that every unit is curved in a plane and this Units are attached in such a way that their curvature » centers are substantially coaxial with the axis of an annular or cylindrical conduit.

18. Heat exchanger according to claim 7> characterized in that adjacent units are peripherally spaced from one another with the same radius of curvature.

19 · Heat exchanger according to claim 17 or 18, characterized ge indicates that units in adjacent concentric rows of units rela tively staggered or staggered to one another, eo that no direct radial between the innermost and outermost concentric strings in the heat exchanger Gap is present.

20. Heat exchanger according to one of claims 15 to ^ 9i by ge k e η η ζ e i c h η e t that every screw-shaped Tube contains a tube or several tubes inside for the transport of various fluids.

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