DE2227235B2

DE2227235B2 - Making jacketed heat exchanger - with helical duct between double cylindrical walls

Info

Publication number: DE2227235B2
Application number: DE19722227235
Authority: DE
Inventors: Helge Ronneby Jonasson (Schweden)
Original assignee: CTC AB
Current assignee: CTC AB
Priority date: 1972-06-05
Filing date: 1972-06-05
Publication date: 1980-02-14
Also published as: DE2227235C3; DE2227235A1

Abstract

A method of making a heat exchanger consisting of a cylindrical drum with a double - (or multi-) walled barrel portion, comprising a helical duct formed by an inward helical rib or bulge of the outer wall, is as follows; a shallow helical groove is pressed into the outer skin; this is then slid axially over the inner skin and axially compressed between pressing rings fitted over its ends, so that the shallow groove deepens inwards to form a helical bulge pressing against the inner skin.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers, welcher eine Anzahl von miteinander koaxialen, zylindrischen Mänteln und dazwischen eine Anzahl schraubenförmig verlaufender Strömungskanäle für Wärmemedien aufweist, die aus in einen äußeren Mantel eingepreßten, schraubenförmig verlaufenden Wulsten bestehen, die gegen den inneren Mantel anliegen, wobei ein mit einer Anzahl schraubenförmig verlaufender Rillen versehener äußerer zylindrischer Mantel über einem inneren zylindrischen Mantel aufgesteckt und mit diesem verbunden wird.The invention relates to a method of manufacture a heat exchanger comprising a number of coaxial cylindrical shells and has in between a number of helical flow channels for heat media, which from in an outer jacket pressed-in, helically extending beads exist, which against the inner Sheath abut, one provided with a number of helically extending grooves outer cylindrical Jacket is placed over an inner cylindrical jacket and connected to it.

Bei aus der DE-PS 126 233 sowie der US-PS 19 90 738 bekannten Verfahren dieser Art werden die ineinandergeschobenen Mäntel dadurch längs der eingepreßten, schraubenförmig verlaufenden Wulste in engen Kontakt miteinander gebracht, daß einerseits im Querschnitt ballig ausgebildete Rollen und andererseits Rollen mit einer entsprechenden Nut auf der Innenwandung des inneren zylindrischen Mantels und in der schraubenförmigen Nut des äußeren Mantels laufen, und die beiden Mäntel längs des schraubenförmig verlaufenden Wulstes miteinander verpressen. Nach der US-PS 19 90 738 ist zusätzlich vorgesehen, daß die beiden Mäntel längs ihres miteinander verpreßten, schraubenförmig verlaufenden Bereiches durch Punktschweißungen miteinander verbunden sind. Die bekannten Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers sind dadurch kompliziert und aufwendig, daß die Mäntel zur Herstellung ihrer innigen Verbindung längs den schraubenförmig verlaufenden Wulsten zwischen einem Preßrollenpaar hindurchlaufen müssen.In from DE-PS 126 233 and US-PS 19 90 738 known method of this type, the nested coats are thereby along the pressed-in, helically extending beads brought into close contact with one another that on the one hand in the Cross-section of spherical rollers and, on the other hand, rollers with a corresponding groove on the inner wall of the inner cylindrical shell and run in the helical groove of the outer shell, and press the two jackets together along the helical bead. After US-PS 19 90 738 is also provided that the two jackets are pressed together along their, helically extending area are connected to one another by spot welds. The known Process for the production of a heat exchanger are complicated and expensive in that the Coats to produce their intimate connection along the helical beads between have to run through a pair of press rollers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, nach dem sich die den Wärmeaustauscher bildenden zylindrischen Mäntel ohne Verwendung von Preßrollenpaaren auf einfache Weise längs der schraubenförmig verlaufenden Wulste innig miteinander verbinden lassen.The object of the present invention is therefore to create a method of the type specified at the outset, after which the cylindrical jackets forming the heat exchanger without the use of pairs of pressure rollers connect intimately with one another in a simple manner along the helically extending beads permit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der äußere Mantel nach dem Aufstecken bis zum Anliegen der Rillen am Innenmantel in axialer Richtung zusammengepreßt wird und nach Fertigstellung des Wulstmantels nur das Mantelende gegen Böden des innengefäßes eingeroili wird.This object is achieved in that the outer jacket after plugging up to Rest of the grooves on the inner jacket is compressed in the axial direction and after completion of the Beaded jacket only the end of the jacket against the bottoms of the inner vessel is wrinkled.

Durch das erfindungsgemäße axiale Zusammenpressen des Außenmantels vertieft sich die in diesen eingepreßte Rille in der Weise, daß sie einen zwischen den Innen- und Außenmantel liegenden schraubenförmigen Strömungskanal begrenzt, sobald sie am Innenmantel anliegt Auf eine aufwendige Verbindung der koaxialen zylindrischen Mäntel längs der schraubenförmig verlaufenden Wulste oder Rillen durch Verpressen zwischen einem Preßrollenpaar oder SchweißenDue to the axial compression of the outer jacket according to the invention, the deepens in this Pressed-in groove in such a way that it has a helical shape lying between the inner and outer casing The flow channel is limited as soon as it is in contact with the inner jacket. A complex connection of the coaxial cylindrical shells along the helical beads or grooves by pressing between a pair of press rollers or welding

ίο kann daher verzichtet werden.ίο can therefore be dispensed with.

Die Enden des Außenmantels werden nach der Fertigstellung des Wulstmantels durch zusätzliche axiale Zusammenpressung des Außenmantels gegen die jeweiligen Böden des Gefäßes eingerollt und mit diesem verschweißtThe ends of the outer jacket are after the completion of the bead jacket by additional axial compression of the outer jacket against the respective bottoms of the vessel and rolled with this welded

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erklärt In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht und
F i g. 2 und 3 Endansichten eines Wärmeaustauschers, in dem die Innenwand aus einem geschlossenen zylindrischen Gefäß besteht;The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment
F i g. 1 is a side view and
F i g. Figures 2 and 3 are end views of a heat exchanger in which the inner wall consists of a closed cylindrical vessel;

F i g. 4 einen vertikalen Axialschnitt durch den Wärmeaustauscher gem. F i g. 1 bis 3 und
Fig.5—7 drei Verfahrensstufen in der Herstellung des Außenmantels.F i g. 4 shows a vertical axial section through the heat exchanger according to FIG. 1 to 3 and
5-7 three process stages in the manufacture of the outer jacket.

Der in F i g. 1 bis 4 dargestellte Wärmeaustauscher weist nur zwei koaxiale zylindrische Mäntel 9 und 11 auf. Der Innenmantel 9 ist durch die Wand eines Gefäßes 10 gebildet, das an jedem Ende durch einen gewölbten Boden abgeschlossen ist. Der Außenmantel 11 ist an beiden Enden eingebogen und dort mit dem Innenmantel 9 durch je eine Rundschweißnaht 12 verbunden. Im Außenmantel 11 befindet sich ein eingepreßter schraubenförmig verlaufender Wulst 13, mit welchem der Außenmantel 11 gegen das Gefäß 10 anliegt und somit einen schraubenförmig verlaufenden Kanal 14 begrenzt. In den Kanal 14 mündet an einem Ende ein Rohr 15 und am anderen Ende ein Rohr 16. Ein wärmeabgebendes Medium, z. B. Heißwasser von einem Heizkessel, wird durch das Rohr 15 eingeleitet, strömt mit hoher Geschwindigkeit durch den Kanal 14 in unmittelbarer Berührung mit der Innenwand 9 und wird schließlich durch das Rohr 16 abgeleitet. Ein wärmeabnehmendes Medium, z. B. Kaltwasser aus der Wasserleitung, wird dem Gefäß 10 durch einen Stutzen 17 über ein sich erweiterndes Mundstück 18 unten eingeführt und im oberen Teil des Gefäßes 10 in einem erhitzten Zustand über ein Mundstück 19 und einen Rohrstutzen 20 abgeleitet. Zur Herbeiführung der gewünschten hohen Geschwindigkeit des wärmeabgebenden Mediums durch den Kanal 14 wird zweckmäßigerweise eine Pumpe verwendet, die von einem Thermostaten gesteuert ist, der die Temperatur des vom Gefäß 10 abgeleiteten Verbrauchswarmwassers abtastet.The in F i g. 1 to 4 shown heat exchanger has only two coaxial cylindrical jackets 9 and 11. The inner jacket 9 is formed by the wall of a vessel 10, which at each end by an arched Floor is complete. The outer jacket 11 is bent at both ends and there with the inner jacket 9 connected by a circular weld 12 each. In the outer jacket 11 there is a pressed-in helical shape running bead 13 with which the outer jacket 11 rests against the vessel 10 and thus delimits a helical channel 14. A tube 15 opens into the channel 14 at one end at the other end a tube 16. A heat-emitting medium, e.g. B. hot water from a boiler introduced through the pipe 15, flows at high speed through the channel 14 in the immediate Contact with the inner wall 9 and is finally diverted through the pipe 16. A heat dissipating one Medium, e.g. B. cold water from the water pipe is the vessel 10 through a nozzle 17 on a widening mouthpiece 18 inserted below and in the upper part of the vessel 10 in a heated state Derived via a mouthpiece 19 and a pipe socket 20. To bring about the desired high The speed of the heat-emitting medium through the channel 14 is expediently one Pump used, which is controlled by a thermostat, the temperature of the vessel 10 derived consumption hot water.

Einer der gewölbten Böden des Gefäßes 10 ist mit einem Inspektionsloch versehen, das gewöhnlich durch einen Deckel 21 abgeschlossen ist.One of the domed bottoms of the vessel 10 is provided with an inspection hole which is usually through a lid 21 is complete.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des soeben beschriebenen Wärmeaustauschers geht aus den schematischen Zeichnungsfiguren 5 bis 7 hervor.The method according to the invention for producing the heat exchanger just described starts out the schematic drawing figures 5 to 7 emerge.

Nachdem das Gefäß 10 fertiggestellt worden ist, wird darüber ein den Außenmantel 11 zu bildender Zylinder ti' geschoben (Fig.5), in dem eine schraubenförmig verlaufende, als Biegeanweisung dienende Rille 13' eingeformt ist. Der Zylinder 11' mit dem sich darin befindenden Gefäß 10 wird sodann zwischen zwei ringförmige Preßwerkzeuge 22 angeordnet, welche mit je einer im Querschnitt konkav gekrümmten Fläche 23After the vessel 10 has been completed, a cylinder ti ' to be formed as the outer jacket 11 is pushed over it (FIG. 5), in which a helical groove 13' serving as a bending instruction is formed. The cylinder 11 'with the vessel 10 located therein is then arranged between two ring-shaped pressing tools 22, each of which has a surface 23 curved concavely in cross section

zum Anliegen gegen die Enden des Zylinders 11' ausgebildet sind. Sodann werden die Werkzeuge 22 z. B. mittels einer hydraulischen Presse gegeneinander gedrückt, wobei zunächst aus der schraubenförmig verlaufenden Rille 13' der entsprechend schraubenförmige Wulst 13 ausgebildet wird (Fig.6). Sobald der Wulst 13 über seine ganze Länge gegen das Gefäß 10 anliegt, widersteht der jetzt fertiggestellte Außenmantel 11 einer weiteren Zusammenpressung in der Längsrichtung, und der von den Werkzeugen 22 ausgeübte Druck gegen die Mantelenden steigt dann dermaßen, daß jedes Mantelende unter Gleiten gegen die konkaven Anliegeflächen 23 eingerollt wird, bis die Endkanten des Außenmantels 11 an den entsprechenden Böden des Gefäßes 10 anliegen (Fig.7). Danach wird der Außenmantel 11 mittels der schon beschriebenen Rundschweißnähte an beiden Enden mit dem Gefäß 10 verschweißtare designed to rest against the ends of the cylinder 11 '. Then the tools 22 z. B. pressed against each other by means of a hydraulic press, initially from the helical extending groove 13 'of the corresponding helical Bead 13 is formed (Figure 6). Once the If the bead 13 rests against the vessel 10 over its entire length, the now completed outer jacket resists 11 a further compression in the longitudinal direction, and the pressure exerted by the tools 22 against the jacket ends then increases so that each Sheath end is rolled up sliding against the concave contact surfaces 23 until the end edges of the Outer jacket 11 rest against the corresponding bottoms of the vessel 10 (FIG. 7). After that, the Outer jacket 11 with the vessel 10 at both ends by means of the circular welds already described welded

Die wulstartige, schraubenförmige Einpressung 13 versteift den Außenmantel 11 und macht diesen widerstandskräftiger gegen äußeren Überdruck. Das direkte Anliegen am Gefäß 10 hat zur Folge, daß der Außenmantel 11 auch als eine Verstärkung des Gefäßes 10 wirkt in bezug auf dessen Vermögen, die Expansionskräfte aufzunehmen, die von dem relativ hohen Überdruck des Gefäßes 10 stammen, der in der Regel gleich dem Wasserleitungsdruck ist So kann das Gefäß 10 mit einer dünneren Wandstärke ausgebildet werden, als es sonst möglich wäre. Dies ist von großer ökonomischer Bedeutung, besonders in den häufig vorkommenden Fällen, wo das Innengefäß 9 aus rostfreiem Stahl oder einem anderen verhältnismäßig teuren Metall bestehtThe bead-like, helical indentation 13 stiffens the outer jacket 11 and makes it more resistant to external overpressure. The direct concern of the vessel 10 has the consequence that the Outer jacket 11 also acts as a reinforcement for the vessel 10 acts in relation to its ability to absorb the expansion forces that of the relatively high Overpressure of the vessel 10 originate, which is usually equal to the water line pressure So the vessel can 10 can be formed with a thinner wall thickness than would otherwise be possible. This is great economic importance, especially in the frequently occurring cases where the inner vessel 9 from stainless steel or some other relatively expensive metal

Durch zweckmäßige Auswahl des ursprünglichen Abstandes zwischen dem Innenmantel 9 und dem Zylinder 1Γ bzw. des Abstandes an den Mantelenden erhält der Außenmantel 11 die gewünschte Form nach dem Pressen. Im Vergleich zu bekannten Verfahren zum Ausbilden eines schraubenförmigen Strömungskanales für ein Wärmeaustauschmedium außerhalb eines Gefäßes 10 bietet das erfindungsgemäße Verfahren beträchtliche Ersparnisse.By appropriate selection of the original distance between the inner jacket 9 and the Cylinder 1Γ or the distance at the jacket ends, the outer jacket 11 is given the desired shape the pressing. Compared to known methods for forming a helical flow channel for a heat exchange medium outside a vessel 10, the method according to the invention offers considerable benefits Savings.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Method of manufacturing a heat exchanger which has a number of interconnected coaxial cylindrical shells and a number of helical flow channels between them for a heat medium, which is pressed into an outer jacket, helically extending beads that bear against the inner jacket, one with a number of helically extending grooves provided outer cylindrical jacket over a inner cylindrical jacket is put on and connected to this, characterized in that that the outer jacket after attaching until the grooves are in contact with the Inner jacket is compressed in the axial direction and only after completion of the bead jacket the end of the jacket is rolled up against the bottoms of the inner vessel.