DE2333757A1 - Heat exchanger with helical ribbed pipes - has cylindrical slotted supports between coils for holding pipe clamps - Google Patents
Heat exchanger with helical ribbed pipes - has cylindrical slotted supports between coils for holding pipe clampsInfo
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Abstract
Description
i5. Juni 1973i5. June 1973
I p at/16 c3 ?Λ Iü/O DI p at / 16 c3? Λ Iü / O D
'..'ü.r..:3tau3Ciier nit wendelförmig gebogenen Rohrbündeln'..' above: 3tau3Ciier with helically bent tube bundles
aus xiitrpenrolirenfrom xiitrpenroliren
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit wendelförmig geoogenan Rohrbündel!! aus Rippenrohren, die durch Abstandshalter voneinander getrennt sind.The invention relates to a heat exchanger with a helical geoogenan Tube bundle !! made of finned tubes through spacers are separated from each other.
derartige .7 urne tau scher werden hauptsächlich dann eingesetzt, wenn in einen möglichst kleinen Raum eine groile Heizfläche untergebracht werden soll. Die bekannten ./armetauscher der genannten Art werden dadurch hergestellt, daß auf einer ',/ickelciaochine jedes wendelförmig gebogene Rohrbündel für sich gefertigt wird, vle einzelnen Rohrbündel werden ausgehend von dem Rohrbündel mit dem größten Durchmesser ineinandergesteckt. Die xd stanzierung und Halterung der Rohrbündel erfolgt dabei mit hilfe von Flachstäben, die zwischen die einzelnen gewendelten Rohrpakete eingebracht werden und die entsprechend der Yvendelsteigung umgebogene oder angeschweißte Stege aufweisen. An die linden des Rohrbündels müssen die Flacheisen noch miteinander verbunden werden. Der Nachteil dieser Halterung besteht darin, daß sich Toleranzen, bedingt aus der Flacheisendic.£9 aufbauen und daß eine kompakte und feste Halterung der Rohre, die gleichzeitig die Ausdehnung der Rohre nicht behindert, durch diese Bauart nicht möglich ist. Die eigentliche Verspannung der Distanzierung mit den Rohrbündeln ist nur außerhalb des gewickelten Rohrpaketes über Ver3chrauben und Verschv/eißen gegeben. Nachteilig ist weiter, daß die Rohre bezüglich des Y/ickeldurchmessers sehr genau gev/iekelt v/erden müssen, da sonst ein Zusammenbau der einzelnen Lagen in einigen Fällen bei zu großen Ϊoleranzabweichungen nicht möglich ist. Eine genaue Herstellung erfordert jedoch umfangreiche ",Vickelversuche von jeder ',iickellage, da eier Rücksprung der \7icklung in jederSuch .7 urn shearers are mainly used when a large heating surface is to be accommodated in the smallest possible room. The known ./armetauscher of the type mentioned are produced in that each helically bent tube bundle is manufactured separately on a ', / ickelciaochine, vle individual tube bundles are inserted into one another starting from the tube bundle with the largest diameter. The xd punching and holding of the tube bundle takes place with the help of flat bars that are inserted between the individual coiled tube packages and that have webs bent or welded on according to the Yvendel slope. The flat irons still have to be connected to the linden of the tube bundle. The disadvantage of this bracket is that tolerances build up due to the flat bar and that a compact and firm bracket for the pipes, which at the same time does not hinder the expansion of the pipes, is not possible with this type of construction. The actual bracing of the spacing with the tube bundles is only given outside of the wound tube package by screwing and fusing. Another disadvantage is that the tubes have to be very precisely tapered with regard to the Y / nickel diameter, since otherwise an assembly of the individual layers is not possible in some cases if the tolerance deviations are too great. However, an exact production requires extensive "Vickel tests of each" nickel layer, since there is a return of the winding in each
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Y/ickellage verschieden ist und ein li'achziehen aer '.iicklung über die bekannten xdstanzierungen nicnt möglich ist, .Jie „arsteliung dieser Y/ärmetausch.er ist ^osüs^ieiig unu auf,-/endig und läßt keine zügige fertigung zu.Y / ickel position is different and a left pulling the is not possible via the known punching This exchange of arms is ^ oily unu on, - / ended and does not allow rapid production.
Bei einem weiterhin bekannten wärmetauscher aus v/endelfüraig gebogenen Kipp enr ohr en (jjü-Jrf 2 137 563) v/erden als Abstandshalter klammern verwendet» Diese Klammern v/erden r..it Hilfe von Schrauben an Ealteeisen befestigt, die über den Umfang ^edes Rohrbündels verteilt sind. Auch die Herstellung dieses "./är:.:etauschers ist noch umständlich» Außerdem bedingt diese Halterung einen verhältnismäßig großer. Abstand zv;ischen zv/ei benachbarten Rohrbündeln. Durch diesen Abstand ist der w'ärneübergang ungünstig.In a further known heat exchanger from v / endelfüraig curved tilt tubes (jjü-Jrf 2 137 563) v / earth as spacers brackets used »These brackets v / ground r..with the help of Screws attached to iron, which over the circumference ^ edes Tube bundle are distributed. Also the production of this "./är:.:etauschers is still cumbersome »In addition, this bracket requires a relatively large. Distance between two / one neighboring Tube bundles. The thermal transition is through this distance unfavorable.
x)er aus der DT-AS 1 501 449 bekannte V/ärme tau scher besteht aus wendelförmig gebogenen, giattv/andigen oder mit Kippen versehenen Rohren. Dabei sind jeweils mehrere wendelförmig gebogene Rohrbündel von einem Blechzylinder umgeben. Besondere Abstandshalter zwischen den Rohren der Rohrbündel sind nicht vorgesehen, vielmehr berühren sich die Rohre gegenseitig. Bei einer Wärmedehnung im 3etrieb v/erden sich die Rohre an den Kippen derart miteinander verklemmen, daß später eine ungehinderte 'wärmedehnung verhindert wird. Außerdem läßt das Fehlen einer horizontalen Halterung keine hohe Belastung des bekannten ",riirmetauschers zu.x) it consists of V / ärme tau scher known from DT-AS 1 501 449 helically curved, smooth or tilted Pipes. There are several helically bent tube bundles surrounded by a sheet metal cylinder. Special spacers between the tubes of the tube bundle are not provided, rather, the pipes touch each other. In the event of thermal expansion during operation, the pipes ground themselves in this way at the tips jam together so that later unhindered 'thermal expansion is prevented. It also leaves the lack of a horizontal Bracket no high load of the known "belt exchanger to.
Die Erfindung will die Nachteile der bekannten \7ärme tau scher vermeiden. Ihr liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Järmetauscher mit mehreren wendelförmig gebogenen Rohrbündeln aus Rippenrohren zu schaffen, der sich durch eine gute V/ärifie üb ertragung auszeichnet, der einfach in der Herstellung ist und bei dem bei einer stabilen Halterung der Rohrbündel in horizontaler und vertikaler Richtung eine Wärmedehnung der Rohre möglich ist.The invention aims to overcome the disadvantages of the known arms avoid. It is therefore based on the task of a heat exchanger to create with several helically bent tube bundles made of finned tubes, which can be achieved through good V / arifie transmission which is easy to manufacture and with a stable mounting of the tube bundle in a horizontal position and a thermal expansion of the tubes is possible in the vertical direction.
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-J:.is geschieht gemäß der ürfindung dadurch, dai3 die Abstandshalter als geschlossene Haltezylinder ausgebildet sind, die ,"'e--ο ils ein rohrbündel umgeben und Halterungen für die Ii ohrbü.iiei aufnehmen,, Vorzugsweise sind diese Ealtezylinder im Abfand der V*endeIsteilung mit Schlitzen versehen, durch die als Halterungen Flacheisen geführt sind. Die"Schlitze können in allen Hultezylindern in gleicher Hohe vorgesehen seino jure·: die Schlitze können U-förmig gebogene Flacheisen geführt sein, deren jlnden am äußeren Haltezylinder bzw- am Auüenmantel Äe.3 ./armetauschers befestigt sina.According to the invention, this happens because the spacers are designed as closed holding cylinders which surround a bundle of tubes and accommodate holders for the ears V * endeIstteil provided with slots through which flat irons are guided as brackets. The "slots can be provided in all Hulte cylinders at the same height o jure ·: the slots can be U-shaped bent flat irons, their ends on the outer holding cylinder or on the Outer jacket Äe.3 ./armetauschers attached to sina.
-jer Ersatz der einzeln auf dem Umfang der Rohrbündel verteilten Abstandshalter durch die geschlossenen Haltezylinder er- :.Xg-icht eine einfachere und rationellere Fertigung der ,VtLrms tauscher. Ausgehend von dem .Rohrbündel mit dem kleinsten Jurchmesner können auf der ./ickelmaschine die einzelnen v;endexförmig gebogenen Rohrbündel aufeinandergewiekelt werden. 3ei .tie s em Auf ei nair.terv/i ekeln spielen 'Toleranzen in der -Dicke der Abstandshalter keine Rolle mehr. Auch brauchen die einzelnen wickeliurchuesoer der Rohrbündel nicht mehr exakt aufeinander abgestimmt werden. Die durch die Haltezylinder als Halterungen gesteckten Flccheisen dienen zur horizontalen .iJistanzierung und sorgen für eine stabile Lagerung der Hohre auch bei dynamischer Belastung des Wärmetauschers. Jiese Flacheisen lassen sich, v:enn die vorgesehenen Schlitze in den Haltezylindern stets auf gleicher Höhe sin-- , von innen her durch die einzelnen nohrbündel stecken.-jer replacement of the individually distributed on the circumference of the tube bundle Spacers due to the closed holding cylinder: .Xg-icht a simpler and more efficient production of the, VtLrms exchangers. Starting from the tube bundle with the smallest Jurchmesner can use the ./ickel machine to find the individual v; endex-shaped bent tube bundles are wiggled one on top of the other. 3ei .tie s em play on a nair.terv / i disgusting tolerances in the thickness the spacer no longer matters. Also, the individual winding parts of the tube bundle no longer need to be exactly on top of one another be matched. The flat irons inserted through the holding cylinders as holders are used for horizontal spacing and ensure stable storage of the tube, even with dynamic loads on the heat exchanger. These flat irons can be, v: hen the provided slots in the holding cylinders always at the same height, stick through the individual bundles of ears from the inside.
iJurci. die Verwendung der Haltezylinder wird der Abstand ζ\ί±- schän den itohroündeln verringert und auf diene ./eise der -i:\r- ::.3£i"üstauucl verbesserte Für ^ie gleiche '»/:.irr:ieleistung ^an:; :.;.a— her bei aen; erfindun^sgemüijen './'iimetauscher die V/ärmetauaciiflache verringert v/erden» ja bei einem Wärmetauscher .er genannten A3*t α ie Kosten für die Hi^penrohrbündel den Hau;, t-jt":- teix (etv/i- 7- bis öO >ό) an den ^c.,tG:i aes gesamten ",7ia-mo";'au-iJurci. The use of the holding cylinder reduces the distance ζ \ ί ± - schän den itohroündeln and in the service of the -i : \ r- ::. 3 £ i "üstauucl improved for ^ the same '» / : .irr: ieleistung ^ an :;:.;. a- here at aen; inventionsgemüijen './'iimetauscher reduces the heat exchange area, yes in a heat exchanger Hau ;, t-jt ": - teix (etv / i- 7- to öO> ό) to the ^ c., TG: i aes entire", 7ia - mo ";'au-
öd solera a^^ü'j ■■;:;, erbringt eine /sr^-lngeruii,: der Ί/Lin..etriuüch-öd solera a ^^ ü'j ■■;:;, yields a / sr ^ -lngeruii ,: der Ί / Lin..etriuüch-
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fläche von 15 bis 20 $, wie sie bei der erfindungsgeniä^en Ausführung möglich ist, eine G-esamtkostenersparnis von etwa 10 bis 15 ίο. area of 15 to 20 $, as it is possible with the inventive design, a total cost saving of about 10 to 15 ίο.
ITach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Haltezylinder in Längsrichtung geschlitzt und die Endstücke eines Haltezylinders durch Spannelemente miteinander verbunden. Eine solche Anordnung erbringt den zusätzlichen Vorteil, daß der Durchmesser der Kaltezylinder nicht zu genau eingehalten v/erden muß. Durch die Spannelemente kann der Durchmesser der Haltezylindor bis zur Anlage an das Rohrbündel verringert v/erden. Das empfiehlt sich besonders für die Haltezylinder, die die Rohrbündel vom größeren Durchmesser umgeben. Bei Rohrbündeln von kleinem Durchmesser ist die Rückfederung der ,/endel stets groß genug, so daß sie sich immer an die Kaltezylinder anlegen werden. Die Möglichkeit, den Durchmesser der Haltezylinder nachzustellen bzw. zu korrigieren, erleichtert ihre Vorfertigung durch Ablängen und Biegen der Bleche erheblich.Another feature of the invention is the holding cylinders Slotted in the longitudinal direction and the end pieces of a holding cylinder are connected to one another by clamping elements. Such Arrangement has the additional advantage that the diameter of the cold cylinder does not have to be adhered to too precisely. The diameter of the holding cylinder can be adjusted by the clamping elements reduced to the point of contact with the tube bundle. This is particularly recommended for the holding cylinder that holds the tube bundle surrounded by the larger diameter. In the case of tube bundles with a small diameter, the springback of the / endel is always large enough so that they will always cling to the cold cylinders. The ability to adjust the diameter of the holding cylinders or correcting, facilitates their prefabrication considerably by cutting and bending the sheets.
Die Erfindung sei an dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel und der Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail using the following exemplary embodiment and the drawing.
Pig. 1 stellt einen querschnitt durch einen \7ärme tau scher gemäß der Erfindung darfPig. 1 shows a cross section through a heat exchanger according to of the invention
Fig. 2 zeigt den Schnitt II-II nach Pig. 1.Fig. 2 shows the section II-II according to Pig. 1.
Der Wärmetauscher besteht aus einem Kernrohr 1 und einem 3-ehäuse 2. Das Kernrohr 1 ist von mehreren wendelförmig gebogenen Rohrbündeln 3 aus Rippenrohren umgeben. In das Gehäuse führt eine Zuleitung 4 und eine Ableitung 5 für das rohrseitige Hedium. Die einzelnen Rohrbündel 3 sind parallel geschaltet und haben einen eigenen Anschluß an die Zuleitung 4 bzw. Ableitung 5.The heat exchanger consists of a core tube 1 and a 3-piece housing 2. The core tube 1 is surrounded by several helically bent tube bundles 3 made of finned tubes. Leads into the housing a feed line 4 and a discharge line 5 for the pipe-side hedium. The individual tube bundles 3 are connected in parallel and have their own connection to the supply line 4 or discharge line 5.
CD _ 5 _CD _ 5 _
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Das iiiantelseitige Liediuiü, z.ß. ein verdichtetes G-as, das rüc!:- .je-cUhlt werueia soll, tritt bei 6 in den Ringraum zwischen der a3,iLaise\vani 2 und den Kernrohr 1 ein. ils umspült die Rippenrohre 3 im Kreuz-3-egenstrom zu dem dort fließenden Kühlwasser und verläßt den './üriaetauscher bei 7· Die Pfeile in der Zeichnung geben die Strömungsrichtung der iledien innerhalb und außerhalb der Rip^enrohre 3 an.The song on the side of the iiiantels, z.ß. a compressed gas, which should back!: - .je-cool werueia, enters the annular space between the a3, iLaise \ vani 2 and the core tube 1 at 6. ils washes around the finned tubes 3 in a cross-3-countercurrent to the cooling water flowing there and leaves the './üriaetauscher at 7
Jeäüü -vendelförmig gebotene Rohrbündel 3 ist von einem geschlossenen Haltezylinder 8 umgeben. Die Kippen der Rohre liefen an den Ealtezylindern 8 an. Me Haltezylinuer 8 dienen öOi^iit zur Distanzierung der einzelnen Rohrbündel 3 ο .uie Kaltezylinder können einstückig oder geschlitzt sein. i3ei der ^eaöhlitzten Ausfülirung, die besonders für die Rohrbündel mit dem größeren .Durchmesser verwendet werden, sind die Enden der Kaltezylinder 8 durch Spannelemente verbunden. Ein solches Dpannelement ist bei einen Haltezylinder 8 in Pig. 2 dargestellt. Es besteht aus an die Enden des Haltezylinders 8 angeschweißte Stücke 9, durch die Schrauben 10 geführt sind. Durch Anziehen der Schrauben 10 läßt sich der Haltezylinder 8 auf den gewünschten Durchmesser einstellen.The tube bundle 3, which is offered in the form of a vender, is of a closed one Holding cylinder 8 surrounded. The tilting of the pipes started on the Ealtezylindern 8. Me holding cylinder 8 are used öOi ^ iit for distancing the individual tube bundles 3 ο .uie Cold cylinders can be one-piece or slotted. i3ei the ^ eaöhlitzten execution, especially for the tube bundle with the larger .diameter are used, the ends of the Cold cylinder 8 connected by clamping elements. Such a tensioning element is in a holding cylinder 8 in Pig. 2 shown. It consists of pieces 9 welded to the ends of the holding cylinder 8 through which screws 10 are passed. By tightening the screws 10, the holding cylinder 8 can be adjusted to the desired diameter.
Die Haltezylinder 8 nehmen noch zusätzlich Halterungen für die .Rohrbündel 3 auf. Im vorliegenden ?alle bestehen diese Halterungen aus Flachstäben 11, die über den Querschnitt der Rohrbündel 3 verteilt sind. Die Haltezylinder 8 sind im Abstand der ",/endelsteigung mit Schlitzen 12 versehen. Durch die Schlitze 12 sind quer durch alle Rohrbündel die Plachatäbe 11 geführt. Die Flachstäbe 11 sind U-förmig ausgebildet und am äußeren Haltezylinder 8 befestigt. Die Befestigung erfolgt entweder durch eine Schraubverbindung 13 oder eine Schweißverbindung 14. Die Flachstäbe 11 dienen zur horizontalen Distanzierung und verhindern im Betrieb ein Schwingen der Rohre bei dynamischer Belastung in dieser Richtung. Schwingungen in der anderen Richtung v/erden durch die Haltezylinder 8 aufgefan-The holding cylinders 8 also take on holders for the 3 pipe bundles. In the present - all of these brackets exist made of flat rods 11 which are distributed over the cross section of the tube bundle 3. The holding cylinders 8 are at a distance the ", / end slope provided with slots 12. Through the slots 12, the Placha rods 11 are guided across all tube bundles. The flat bars 11 are U-shaped and attached to the outer holding cylinder 8. The attachment takes place either by a screw connection 13 or a welded connection 14. The flat bars 11 are used for horizontal distancing and prevent the pipes from swinging during operation with dynamic loading in this direction. Vibrations in the other direction are absorbed by the holding cylinder 8
«n gen.«N gen.
— 6 —- 6 -
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Die Haltezylinder β nehmen als v/eitere Halterung Flacheisen 15 auf. Die Flacheisen 15, deren ί'ύη,ζβ etwa größer icst als der halbe Durchmesser der Rippenrohre, sind an den oberen and unteren linde des Haltezylinders 6 angeschweißt« oie lie :en an dein ersten und dem letzten ,/endelgang tier Rohrbündel J an.The holding cylinder β take flat iron 15 as a further holder. The flat iron 15, the ί'ύη, ζβ about larger than half the diameter of the finned tubes, are welded to the upper and lower linden of the holding cylinder 6, and they adjoined the tube bundle J to the first and the last, / final corridor.
Die Herstellung der Rohrbündel erfolgt auf die folgende '..eise: Auf den Kernzylinder einer .,ickelmas chine wird α ie erjte Ronrlage der Rippenrchre gewickelt. Die Wicklung v/ird auf C.ev Wikkelmaschine so lange festgehalten, bis der erste Haltezyll;v.-er 8 über das erste Rohrbündel 3 geschoben ist. Jann kaiin ias gsv/ickelte üoiirbündel aus der V/ickelmaschine gelöst werden, jj-jls Rohrbündel 3 legt sich jetzt, da es das Bestreben hat, entsprechend der noch vorhandenen elastischen 7crspannung auf^u"-springen, relativ fest gegen den Haltezylinder 5 an. jjas nlio·.-ste Rohrbündel 3 v/ird bereits auf den Haltezylinder 8 des erstc-i Rohrbündels 3 aufgewickelt« Damit die Steigung der ',Vendel und eine Vordistanzierung in der Höhe gegeben ist, sind vor dem Wickeln auf dem Haltezylinder 8 die tflacheisen 15 befestigt. Am Wendelanfang erhält man dadurch eine zusätzliche Führung der Rippenrohre beim ,/ickelvorgang. Das zweite wendelförmige Rohrbündel v/ird wieder so lange festgehalten, bis der nächste Haltezylinder 8 über diese Rohrlage geschoben ist. 17ach Lösen aus der V/ickelmas chine legt sich auch dieses Rohrbündel wieder entsprechend der Vorspannung gegen den Haltezylinder 8 an« Die V/icklung der nächsten Lagen erfolgt jetzt wie vorher beschrieben, bis das gesamte Bündel aufgebaut ist. Anschließend werden die Flachstäbe 11 durch die Schlitze 12 von der 3ündelmitte her durchgesteckt und am äußeren Haltezylinder 8 befestigt. Die Rohrbündel werden als Einheit in den Wärmetauscher über das Kernrohr 1 geschoben und über den äußeren Haltezylinder 3 im Y/ärmetauscher befestigt. Der erfindungsgemäß ausgebildete Wärmetauscher erlaubt daher eine einfache Fertigung.The tube bundle is produced in the following way: The first circular position of the rib tube is wound onto the core cylinder of a., Ickel machine. The winding v / ird is held on the C.ev winding machine until the first holding cylinder; v.-er 8 is pushed over the first tube bundle 3. Are Jann Kaiin ias gsv / ickelte üoiirbündel from the V / solved ickelmaschine, jj-jls tube bundle 3 lies down now that it has the tendency according to the remaining elastic 7crspannung on ^ u "show jumping, relatively firm against the holding cylinder 5 at .jjas nlio ·. -ste tube bundle 3 is already wound onto the holding cylinder 8 of the first tube bundle 3 At the beginning of the spiral, an additional guide for the finned tubes is obtained during the winding process. The second spiral tube bundle is again held in place until the next holding cylinder 8 is pushed over this tube layer. 17 After being released from the winding machine This tube bundle also rests against the holding cylinder 8 according to the pre-tension st. Then the flat bars 11 are pushed through the slots 12 from the center of the bundle and are attached to the outer holding cylinder 8. The tube bundles are pushed as a unit into the heat exchanger over the core tube 1 and fastened in the Y / heat exchanger using the outer holding cylinder 3. The heat exchanger designed according to the invention therefore allows simple manufacture.
Wie aua der Zeichnung hervorgeht, liegen die einzelnen Rohr-As can be seen from the drawing, the individual pipe
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ORIGINALORIGINAL
bündel 3 eng beieinander. Das mantelseitige Llediuin wird auf fliese './eise gezwungen, vollständig die Rohrbündel zu umströmen. Jaraus ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad für die Wärmeübertragung. bundle 3 close together. The shell-side Llediuin is on tile './eise forced to completely flow around the tube bundle. This results in a high degree of efficiency for heat transfer.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHJ | Non-payment of the annual fee |