DE2441664A1

DE2441664A1 - Stroemungswendel und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2441664A1
Application number: DE2441664A
Authority: DE
Inventors: Hans Duesterwald
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1974-08-30
Filing date: 1974-08-30
Publication date: 1976-03-11

Description

27. Aug. 1974 We/sti 24.268.7

Internationale Atomreaktorbau GmbH 506 Bensberg

Strömungswendel und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungswendel im Zwischenraum zwischen zwei zueinander konzentrischen, annähernd kreisförmigen Behälterwandungen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Es ist bekannt, den Inhalt von Behältern in der Art zu heizen oder zu kühlen, daß der Behälter mit einer doppelten Wandung ausgeführt wird und in dem Zwischenraum ,zwischen den beiden Wandungen ein Heiz- bzw. Kühlfluid zirkuliert. Dieser Zwischenraum ist üblicherweise nur eng bemessen, und es ist ebenfalls bekannt, in ihm eine Strömungswendel anzuordnen, um die Zirkulation des Heiz- bzw. Kühlfluids zum Zwecke eines besseren Wärmeübergangs zu beeinflussen. Für die Wirksamkeit der Wendel ist es dabei wesentlich, daß sie an beiden Wandungen zum Anliegen kommt, um ein Umfließen derselben durch etwaige Spalte zwischen der Wendel und den Wandungen zu vermeiden. Bislang sind solche Wendeln beispielsweise aus einem schraubenförmig gewundenen Stück Flachstahl hergestellt worden.

Handelt es sich bei dem zu beheizenden Behälter beispielsweise um ein Rohr, und soll dieses sowie der

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es umgebende Mantel aus Kostengründen aus handelsüblichen Rohren hergestellt werden, ergibt sich insbesondere bei Verwendung größerer Rohrdurchmesser das Problem, daß der Zwischenraum zwischen beiden Wandungen infolge der Fertigungstoleranzen der Rohre so stark schwankt, daß ein Einbringen der Wendel, wenn überhaupt, nur nach kostspieliger Nachbearbeitung möglich ist. So z. B. betragen für längsnahtgeschweißte Rohre nach DIN 2458 nach DIN 1629, Blatt 2 die zulässigen Durchmesserabweichungen 1 %, was sich z. B. bei zwei übereinandergeschobenen Rohren von ca. 559 mm äußeren Durchmesser bzw. ca. 595 mm inneren Durchmesser im ungünstigsten Falle zu einer Gesamtabweichung im Zwischenraum von 5 bis 6 mm addieren kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Strömungswendel im Zwischenraum zwischen zwei Behälterwandungen, der in seinen Abmessungen schwankt, wobei die Wendel einwandfrei an den Behälterwandungen anliegt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Wendel aus einem Rohr wechselnder, annähernd ovaler Querschnittsform besteht, das an der inneren und äußeren Behälterwandung dicht anliegt. Der IMfang des Rohres ist dabei vorzugsweise konstant, d. h. es handelt sich um ein Rohr, das dem wechselnden Abstand zwischen den Behälterwandungen durch unterschiedlich starke Verformung, z. B. durch Flachdrucken angepaßt ist bzw. im Extremfall auch kreisförmigen Querschnitt haben kann.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer derartigen Strömungswendel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel aus einem Rohr annähernd ovalen Querschnitts auf die Außenseite der Innenwandung gewickelt wird, wobei die Länge des kleinen Durchmessers des Rohres geringer als der geringste Abstand zwischen Innen- und Außenwandung ist, daß die Außenwandung über die Wendel geschoben und das Rohr anschließend durch Innendruck soweit aufgeweitet wird, daß es an den Wandungen zum Anliegen kommt. Ein Rohr des geforderten ovalen, gegebenenfalls flachovalen Querschnitts läßt sich unschwer durch Flachwalzen eines handelsüblichen Rohres aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus Weichkupfer herstellen. Das Aufweiten des Rohres kann in bekannter Weise durch hydraulischen Druck erfolgen, wobei das Rohr das Bestreben haben wird, zu einer annähernd kreisförmigen Querschnittsform zurückzukehren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Lage der Wendel auf der Innenwandung durch Begrenzungsnocken fixiert wird, zwischen die die Wendel beim Aufwickeln gelegt wird. Es wird dadurch sichergestellt, daß die Wendel auch nach erfolgtem Aufweiten die gewünschte Schraubenform beibehält und sich nicht infolge örtlich unterschiedlicher Aufweitung verschiebt.

In der Zeichnung ist ein Beispiel einer Doppelmantelkühl- bzw. -heizvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Strömungswendel dargestellt.

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Fig. 1 zeigt im Längsaxialschnitt einen Abschnitt einer Doppelmantelrohrleitung und Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit der Strömungswendel.

In einem Rohr mit dem Außendurchmesser d befindet

sich ein nicht näher beschriebenes Medium 2, das erwärmt oder gekühlt werden soll. Zu diesem Zweck ist konzentrisch über das Rohr 1 ein weiteres Rohr 3 mit dem Innendurchmesser D. geschoben, und in dem Zwischenraum 4 zwischen den Rohren 1 und 3 zirkuliert ein ebenfalls nicht näher beschriebenes Heiz- bzw. Kühlfluid. Der Abstand Z zwischen Innenrohr 1 und Außenrohr 3 schwankt infolge der Toleranz t des Durchmessers d. (in der Zeichnung übertrieben groß dargestellt). Auf die Darstellung einer Änderung des Durchmessers D , in-

folge einer Toleranz ähnlicher Größenordnung wurde verzichtet. Als Strömungsleitvorrichtung und zugleich als Abstandshalter zwischen den Rohren 1 und 3 dient eine Wendel 5, die von Nocken 6 gehalten wird, die auf der Außenseite des Rohres 1 befestigt sind. Zum Ausgleich der schwankenden Breite Z des Zwischenraumes 4 weist das Rohr 5 unterschiedliche, flachovale bis kreisförmige Querschnitte auf. In der Figur 2 ist in ausgezogenen Linien die Wendel in ihrem Einbauzustand 5a dargestellt, d. h. als flachgewalztes Rohr annähernd ovalen Querschnitts aus einem zähen, leicht verformbaren Material, beispielsweise aus Weichkupfer. In gestrichelten Linien ist der Zustand der Wendel 5 dargestellt, nachdem das Rohr vermittels einer hier nicht dargestellten Vorrichtung zur Erzeugung hydraulischen oder pneumatischen Drucks aufgeweitet wurde, bis es beidseits an den Rohren 1 und 3 zum Anliegen kam.

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Für ein Kupferrohr von im ursprünglichen Zustand 28 mm äußerem Durchmesser und 1 mm Wandstärke, das auf 12 mm flachgewalzt und in dieser Form in den Zwischenraum 4 eingebracht wurde, hat sich ein Druck von 0,15 MPa als ausreichend erwiesen.

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Claims

φ . 27. Aug. 1974 We/sti 24.268.7

SCHÜTZANSPRÜCHE

Strömungswendel im Zwischenraum zwischen zwei zueinander konzentrischen, annähernd kreisförmigen Behälterwandungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel aus einem Rohr (5) wechselnder, annähernd ovaler Querschnittsform besteht, das an der inneren (1) und äußeren (3) Behälterwandung dicht anliegt.
2. Verfahren zur Herstellung einer Strömungswendel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel aus einem Rohr (5) annähernd ovalen Querschnitts auf die Außenseite der Innenwandung (1) gewickelt wird, wobei die Länge des kleinen Durchmessers des Rohres geringer als der geringste Abstand (Z-t) zwischen Innen- und Außenwandung (1, 3) des Behälters ist, daß die Außenwandung (3) über die Wendel geschoben und das Rohr (5) anschließend durch Innendruck soweit aufgeweitet wird, daß es an den Behälterwandungen (1, 3) zum Anliegen kommt.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Lage der Wendel (5) auf der Innenwandung (1) durch Begrenzungsnocken (6) fixiert wird.

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