DE2119241A1

DE2119241A1 - Heat exchanger - with spiral heat transmission element

Info

Publication number: DE2119241A1
Application number: DE19712119241
Authority: DE
Inventors: Eugen; Lorch Hans-Walter; 3572 Stadt Allendorf Lorch
Original assignee: Maschinen- und Gerätebau Dipl.-Ing. Lorch und Co KG, 3572 Stadt Allendorf
Priority date: 1971-04-21
Filing date: 1971-04-21
Publication date: 1972-11-02

Abstract

A cylindrical, or truncated conical, spiral of piping is tightly enclosed between an inner and an outer jacket. The two jackets are fixed together detachably. The spacing between turns may increase or decrease from the base upwards and the media in heat exchange flow in the same or in opposite directions. Compact, simple assembly allowing for high flow rates and hence high thermal power transfer.

Description

PATENTANWALT DR.-ING. LOTTERHOSPATENT ADVOCATE DR.-ING. LOTTERHOS

«000 FRANKFURT (MAIN)"000 FRANKFURT (MAIN)

ANNASTRASSE 19 FERNSPRECHER! (0611) 555061 TELEGRAMME: LOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 4/951 DRESDNER BANK FFM., Nr. 5247« POSTSCHECK-KONTO FFM. 1i«?ANNASTRASSE 19 TELEPHONE! (0611) 555061 TELEGRAMS: LOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 4/951 DRESDNER BANK FFM., No. 5247 « POSTSCHECK ACCOUNT FFM. 1i «?

FRANKFURT (MAIN), 30. Juli 1970 FRANKFURT (MAIN), July 30, 1970

Maschinen- und Gerätebau Dipl.-Ing. Loroh und Co KG· Stadt AllendorfMachine and device construction Dipl.-Ing. Loroh and Co KG City of Allendorf

Rheinstraße 511Rheinstrasse 511

Wärmetauscher mit wendelfprmigem Wärmeübertragungskörper .Heat exchanger with a helical heat transfer body.

Bei der Ausbildung von Wärmetauschern kommt es zur Erzielung hoher Wärmeübergangszahlen auf eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit an, da hiervon Baugröße und Preis weitgehend abhängig sind.When designing heat exchangers, high heat transfer coefficients are achieved that are as high as possible Flow speed, as the size and price are largely dependent on it.

Bei kleinen Airchflußmengen lassen sich in Röhrenbündel-Wärmetauschern keine entsprechenden Geschwindigkeiten auch bei mehrgängiger Ausführung erreichen. Doppelrohr-Wärmetauscher sind im Vergleich zu der erreichbaren Wärmetauschfläche tauer. Bei den sogenannten Schlangenausführungen lassen siehIn the case of small amounts of air flow, heat exchangers can be used in shell and tube heat exchangers do not achieve corresponding speeds even with a multi-thread design. Double tube heat exchanger are thougher compared to the achievable heat exchange surface. With the so-called snake designs, let's see

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gleiche Abstände über die gesamte Länge zwischen dem Innen- und dem Außenrohr, vor allem bei kleinen Querschnitten, nur schwer einhalten. Bei der Ausbildung des Wärmetauschers mit geraden Rohren ergibt sich ein hoher Bauaufwand für die erforderlichen Bohrkrümmer und Verbindungsstutzen. Auch ist der Isolieraufwand erheblich. Beide Ausführungsformen sind nur schwer zu reinigen und eignen sich daher nicht für solche Flüssigkeiten, die zu einem Verschmutzen durch Anlagerung oder Verkrusten der Rohrwände neigen.equal distances over the entire length between the inner and the outer tube, especially with small cross-sections, are difficult to adhere to. With the formation of the heat exchanger straight pipes result in a high construction cost for the necessary drill bends and connecting pieces. Also is that Considerable insulation effort. Both embodiments are difficult to clean and are therefore not suitable for liquids which tend to become soiled by deposits or crusts on the pipe walls.

Die Erfindung betrifft eine neue Ausbildung eines Wärmetauschers, der bei kleinen Abmessungen und einfachem Aufbau hohe Strömungsgeschwindigkeiten und damit hohe Wärmeübergangszahlen erreicht.The invention relates to a new design of a heat exchanger, the high with small dimensions and simple structure Flow velocities and thus high heat transfer coefficients achieved.

Erfindungsgemäß besteht der neue Wärmetauscher aus einem gewendelten Sohr, das beliebige Querschnittsform haben kann und innen und außen von einem Mantel umschlossen ist. Das gewendelte Rohr dient dabei vorteilhaft zur Aufnahme des zur Beheizung w oder Kühlung dienenden Mittels, während das zu erhitzende oder zu kühlende Mittel in dem von dem Rohrwendel und den Mänteln eingeschlossenen Zwischenraum im Wendel geführt ist. Die beiden die Rohrwendel einschließenden Mäntel können auf der der Rohrwendel zugekehrten Seite mit einem Schutzauftrag aus Kunststoff versehen sein, der so gewählt ist, daß er von dem zu beheizenden oder zu kühlenden Mittel nicht angegriffen wird. Der Abstand der einzelnen Windungen der Sohrwendel voneinander kann je nach der verlangten leistung beliebig gehalten sein.According to the invention, the new heat exchanger consists of a coiled socket which can have any cross-sectional shape and is enclosed inside and outside by a jacket. The coiled tubing is used advantageously for receiving w for heating or cooling means serving, during which is guided to be heated or cooled medium in the space enclosed by the coil tubing and the coats gap in the coil. The two jackets enclosing the coiled tubing can be provided on the side facing the coiled tubing with a protective coating made of plastic, which is chosen so that it is not attacked by the agent to be heated or cooled. The distance between the individual turns of the spiral coil can be kept as desired, depending on the performance required.

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Ebenso kann sich der Abstand von Windung zu Windung beliebig ändern, um den Strömungsquerschnitt zwischen den Rohren den sich während des Wärmetausches ändernden Eigenschaften und Zuständen (z.B. Viskosität, Strömungszustand, Druekverlust, Wärmeübergang) anzupassen. Auch können für eine große Leistung mehrere der neuen Wärmetauscher bei unterschiedlichem Airchmesser ineinander geschachtelt sein, so daß ohne Änderung des Platzbedarfs mehrere Wärmetauschkörper zusammengefaßt werden können. Neben diesem Vorteil hat die neue Ausbildung noch den besonderen Vorzug, daß der Außenmantel nach dem Lösen der Befestigungsschrauben zum Überprüfen und Reinigen leicht abgezogen werden kann, und damit die Rohrwendel frei zugänglich ist.The distance from turn to turn can also change as desired in order to reduce the flow cross-section between the pipes properties and conditions that change during the heat exchange (e.g. viscosity, flow condition, pressure loss, Heat transfer). Several of the new heat exchangers with different air meters can also be used for a high output be nested inside one another, so that several heat exchange bodies are combined without changing the space required can. In addition to this advantage, the new design has the particular advantage that the outer jacket after loosening the fastening screws can be easily pulled off for checking and cleaning, and thus the coiled tubing is freely accessible is.

Die neue Ausbildung ist mit weiteren Merkmalen nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Diese gibt jeweils im Achsenschnitt zwei Ausführungsformen wieder.The new training is explained in more detail below with further features on the basis of the drawing. These are in each case Axial section two embodiments again.

In dem Ausführungsbeispiel 1 umfaßt der Wärmetauscher eine Rohrwendel 1, die innen und außen von einem Mantel 2, 3 umgeben ist. Die Wendel 1 und die beiden Mäntel 2, 3 sind dabei leicht konisch gehalten. In dem Ausführungsbeispiel ist das zu beheizende oder zu kühlende Mittel durch einen Stutzen 4 zugeführt. Das Mittel steigt dann zwischen den Windungen der Rohrwendel 1 von unten nach oben zwischen den beiden Mänteln 2, 3 hoch und fließt durch einen Stutzen 5 wieder ab. Der Abstand der einzelnen Wendelringe voneinander nimmt dabei von unten nach oben stetig zu.In exemplary embodiment 1, the heat exchanger comprises a coiled tube 1 which is surrounded on the inside and outside by a jacket 2, 3 is. The coil 1 and the two jackets 2, 3 are kept slightly conical. In the exemplary embodiment that is Means to be heated or cooled are supplied through a connection piece 4. The mean then rises between the turns of the Coiled tubing 1 from bottom to top between the two jackets 2, 3 and flows off again through a nozzle 5. The distance of the individual helical rings from each other increases steadily from bottom to top.

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Das Heiz- oder Kühlmittel wird am Ende der Wendel 1 durch einen Stutzen 6 zugeführt und fließt am unteren Ende der Wendel 1 durch einen Stutzen 7 ab. Die beiden Mantel 2, 3 sind so bemessen, daß Äie innen und außen unter dichtem Abschluß an der Rohrwendel 1 anliegen. Die Rohrwendel 1 kann statt des dargestellten runden Querschnitts auch jeden beliebigen Querschnitt haben. Die beiden Mantel 2, 3 können auch an den der Rohrwendel 1 zugekehrten Fläche mit einem Sehutzauftrag eines plastischen Stoffes versehen sein, der von dem betreffenden Mittel nicht angegriffen wird und womit auch eine absolute Abdichtung erreicht werden kann. Oben sind die beiden Mantel 2, 3 durch Böden abgeschlossen. Auf dem äußeren Boden sitzt ein Entlüftungsstutzen (nicht dargestellt). Nach dem Lösen der die beiden Mantel 2, 3 zusammenhaltenden Flanschverbindung 8 kann der Mantel 3 leicht abgehoben werden, so daß die Rohrwendel 1 zum Reinigen frei zugänglich ist. Von unten kann gegebenenfalls noch ein zweites, entsprechend kleineres Wärmetauschaggregat eingeschoben werden, so daß ohne zusätzlichen Platzbedarf die Wärmetauschleistung gesteigert werden kann.The heating or cooling medium is at the end of the coil 1 through a connection piece 6 is supplied and flows off at the lower end of the helix 1 through a connection piece 7. The two sheaths 2, 3 are like this dimensioned that Äie lie inside and outside with a tight seal on the coiled tubing 1. The coiled tubing 1 can instead of the round cross-section shown also have any cross-section. The two sheaths 2, 3 can also be attached to the Coiled tubing 1 facing surface be provided with a protective order of a plastic material, which is from the relevant Agent is not attacked and with which an absolute seal can be achieved. Above are the two coats 2, 3 completed by floors. A vent (not shown) sits on the outer floor. After loosening the flange connection holding the two sheaths 2, 3 together 8, the jacket 3 can be easily lifted off so that the coiled tubing 1 is freely accessible for cleaning. From below can possibly a second, correspondingly smaller heat exchange unit can be inserted, so that without additional Space requirement the heat exchange capacity can be increased.

Die beiden Mittel können gegebenenfalls hinsichtlich der Hührung in der Wendel 1 bzs. der Mäntel 2, 3 gegeneinander ausgetauscht werden, wobei das zur Verschmutzung neigende Mittel immer zwischen der Wendel 1 und den Mänteln 2, 3 geführt wird.The two remedies can be used as the case may be in the helix 1 bzs. of the jackets 2, 3 are exchanged for one another, the soiling-prone agent is always guided between the coil 1 and the jackets 2, 3.

Statt der konischen Form können die Y/endel 1 und die Mäntel 2, 3 gegebenenfalls auch zylindrisch gehalten sein, ohne im übrigen von der Ausgestaltung abzuweichen.Instead of the conical shape, the Y / endel 1 and the jackets 2, 3 may also be held cylindrical, without otherwise deviating from the design.

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Bei der Abwandlung nach der Fig. 2 ist bei im übrigen gleicher Ausbildung die Rohrwendel 1 am oberen Ende nach innen eingestülpt und zwischen den beiden Mänteln 2, 3 sich konisch verengend wieder nach dem Boden geführt. Bei dieser Abwandlung haben die einzelnen Wendel stets den gleichen Abstand voneinander. In the modification according to FIG. 2, the coiled tubing 1 is turned inside at the upper end with otherwise the same design and between the two jackets 2, 3 conically narrowing back down to the ground. With this modification the individual filaments always have the same distance from one another.

Patentansprüche:Patent claims:

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Claims

Patent claims:

.JWuvrne exchanger with a helical heat transfer body, which has a high w and k value with the smallest dimensions, characterized by a cylindrical or frustoconical coiled tubing (1), which is tightly enclosed inside and outside by a jacket (2, 3) .

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the individual turns of the Coiled tubing have an upward decreasing or increasing distance from one another.

3. Heat exchanger according to claim 1 and 2, characterized in that the two means in cocurrent are passed through the heat exchanger or in countercurrent.

4. Heat exchanger according to claims 1-3, characterized in that that the two jackets (2, 3) are detachably connected to one another.

5. Heat exchanger according to claims 1-4, characterized in that that the two sheaths (2,3) are open at the lower end and optionally one or more Insert the same, correspondingly smaller heat exchanger.

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