DE609890C

DE609890C - Helical tubes

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Publication number: DE609890C
Application number: DEK124759D
Authority: DE
Original assignee: HUGO KOSMACK
Current assignee: HUGO KOSMACK
Priority date: 1932-03-09
Filing date: 1932-03-09
Publication date: 1935-02-26

Description

Wendelrohre Die den Wärmeübergang von strömendem Heizmittel .oder Kühlgut an die Rohrwand und von dieser an das jenseitige Heizgut oder Kühlmittel begünstigende Wirbelbewegung des Strömgutes längs der Rohrwand wird im Rohr vielfach herbeigeführt durch ständige Stromrichtungsänderung mittels Einbau von Leitspiralen ähnlich Abb. r in das gerade Rohr oder dadurch, daß man die geraden Rohre zu spiralförmig gewundenen Rohrschlangen biegt; außerhalb des Rohres läßt sie sich erzwingen durch dessen Umkleidung mit spiraligen Rippen. Letztere Ausführung, das sogenannte Spiralrippe nrohr, führt zudem eine erhebliche Vergrößerung der Heiz- .oder Kühlfläche an der äußeren Rohrwand herbei, während eine Vermehrung der inneren Rohrheizfläche mit keiner dieser Maßnahmen erreicht wird. Während nun die Herstellung der üblichen Rohrschlangen durch Biegen gerader Rohre deren Wiedererwärmung erfordert, entsteht erfindungsgemäß ein spiralgewundenes Rohr dadurch, daß benachbarte Bandränder eines zu doppelgängigen Schraubenflächen verwundenen Flachbandes mittels eines herumgewickelten Hüllbandesoder unmittelbar fortlaufend miteinander verbunden werden.Coiled tubes that transfer heat from flowing heating medium. Or Goods to be cooled to the pipe wall and from there to the heating material or coolant on the other side favoring vortex movement of the flow material along the pipe wall is multiple in the pipe brought about by constant changes in the direction of current by installing guide spirals similar to fig. r in the straight tube or by making the straight tubes spiral winding coiled tubing bends; outside the pipe it can be forced through its cladding with spiral ribs. The latter version, the so-called spiral rib n pipe, also leads to a considerable increase in the heating or cooling surface on the outer pipe wall, while an increase in the inner pipe heating surface with none of these measures is achieved. While now making the usual Coiled pipes are created by bending straight pipes which require reheating according to the invention a spiral-wound tube in that adjacent tape edges of a Flat belt twisted to double screw surfaces by means of a wound Wrapping tape or directly connected to one another continuously.

Daß sich Flacheisen um seine Längsachse spiralbohrartig verwinden läßt, wie die Ansicht (Abb. r) und der zugehörige Axialschnitt (Abb. a) zeigt, ist bekannt. Diese zu doppelgängigen Schraubenflächen verformten, vordem ebenen Bandflächen weisen jedoch symmetrische Schraubengänge a und b von verhältnismäßig großer Steighöhe c auf. Die Steighöhe läßt sich- bedeutend verringern, wenn man bildsame ebene Bänder, statt sie zu verwinden, nach dem in der deutschen Patentschrift 583 zot beschriebenen Verfahren zu im übrigen gleichgestalteten Doppelschnecken aus"valzt. Abb.3 stellt den Axialschnitt einer solchen gewalzten Doppelschnecke mit zwei symmetrischen Schraubengängen dar. Indessen lassen sich nach diesem Verfahren auch unsymmetrische Doppelschnecken gemäß Abb. q. mit Hohlseele herstellen, in welch letztere ein gerader Rundstab eingeführt werden kann. Solche nach dem erwähnten Verfahren oder in anderer Weise hergestellten glatten Schraubenflächen bilden die Elemente der erfindungsgemäßen Rohre, oder auch gerippte Schraubenflächen, die durch Falzen dünner steifer Bänder entstehen, indem man diese quer zu ihrer Längsrichtung um zickzackartig verlaufende Linien, welche die Bandebene in aneinandergereihte Dreiecksflächen aufteilen, fortlaufend abwechselnd vor und hinter die Bandebene abbiegt.It is known that flat iron can be twisted like a spiral drill around its longitudinal axis, as shown in the view (Fig. R) and the associated axial section (Fig. A). These previously flat strip surfaces, which were deformed into double-thread helical surfaces, however, have symmetrical helical threads a and b with a relatively large rise c. The height of rise can be significantly reduced if, instead of twisting them, malleable, flat strips are rolled out to otherwise identical twin screws using the method described in German patent specification 583 zot However, this process can also be used to produce asymmetrical twin screws as shown in Fig. q. with a hollow core, into which a straight round rod can be inserted , or also ribbed helical surfaces, which are created by folding thin, stiff bands by continuously bending them in front of and behind the band level, transversely to their longitudinal direction around zigzag-like lines that divide the band plane into strung together triangular areas.

Verschließt man einen der beiden offenen Schraubengänge a oder b eines solchen Doppelwendels beliebiger Herstellungsart, so entsteht ein geschlossener Spiralgang, ein sogenanntes Wendelrohr. Der Abschluß kann durch ein fortlaufend spiralig um den Schraubengang herumgewickeltes Band von der Breited des Randabstandes und der Steighöhe c des Doppelwendels mittels zweier Dichtungsnähte herbeigeführt werden, wie in Abb. 3 und .l unten für den Spiralgang a mit vollen Linien angedeutet ist; "er läßt sich aber auch unmittelbar durch eine Dichtungsnaht e bewerkstelligen, nachdem-man die zu verbindenden Bandränder bei genügend elastischem Wendelbaustoff bis zur Berührung genähert hat (d= Null). Dies ist für den Schraubengang a eines symmetrischen D oppelwendels nach Abb.3 in Abb.5, für jenen eines Hohlw endels nach Abb. q. in Abb. 6 dargestellt. Gemäß letzterer umschließt das Wendelrohr, gleichwie bei Ebb. ¢ unten, mit diesem Spiralgang a auch die Hohlseele, es bildet ein eingängiges Hohlrippenrohr, das gereinigt werden kann, indem man eine auf einer geraden Rundstange f aufgesteckte Bürste g vom Hohlrippenprofil hindurchschraubt.If one of the two open screw threads a or b of such a double helix of any type of manufacture is closed, a closed spiral thread is created, a so-called helical tube. The closure can be brought about by means of two sealing seams by means of two sealing seams that are continuously wound around the helix in a spiral of the width of the edge distance and the height of rise c of the double helix, as indicated with full lines in Fig. 3 and .l below for the helix a; "But it can also be achieved directly by a sealing seam e after the tape edges to be connected have been brought close to contact with sufficient elastic helical building material (d = zero). This is the case for the screw thread a of a symmetrical double helix according to Fig Fig.5, for that of a hollow spiral according to Fig. Q. Shown in Fig. 6. According to the latter, the spiral tube, as in Ebb can by screwing a brush g attached to a straight round rod f from the hollow rib profile.

Verschließt man hingegen bei einem unsymmetrischen Doppelwendel mit Hohlseele an Stelle des einen Schraubenganges a den anderen b, wie in Abb. q. hoben gestrichelt angedeutet, mittelbar durch ein umlaufendes Spiralband von der Breite h, so liegt die zentrale Hohlseele außerhalb des geschlossenen Spiralganges, es entsteht, gleichwie bei Wendelrohren aus symmetrischen Doppelwendeln gemäß Abb. 3 bzw. 5, eine Wendelrohrschlange, deren innere Reinigung einen korkzieherartigen Bürstenträger an Stelle des geraden erfordern würde. Abb.7 zeigt eine solche Wendelrohrschlange aus einem unsymmetrisch- gefalteten Doppelwendel mit mittelbarem Spiralgangbandverschluß perspektivisch in Ansicht. Links sieht man ,ein Ende des gefalzten Bandes, rechts den Querschnitt des geschlossenen Spiralganges b.If, on the other hand, one closes with an asymmetrical double helix Hollow core in place of one screw thread a the other b, as in Fig. Q. lifted indicated by dashed lines, indirectly through a circumferential spiral band of the width h, the central hollow core lies outside the closed spiral duct, es is created, just as with helical tubes made of symmetrical double helices according to Fig. 3 or 5, a helical tube coil, the internal cleaning of which a corkscrew-like Would require brush holder in place of straight. Fig.7 shows such a spiral tube made of an asymmetrically folded double helix with an indirect spiral thread strap closure perspective in view. On the left you can see one end of the folded ribbon, on the right the cross-section of the closed spiral passage b.

Verschließt man ferner auch den zweiten bisher noch offen gelassenen Schraubengang durch .ein umlaufendes Spiralb.and von der Freite lt, wie- in Abb. 3 hoben gestrichelt, in Abb. 5 und' 6 unten mit vollen Linien für den Schraubengang b angedeutet ist, so bilden die beiden nunmehr in sich wie gegeneinander abgeschlossenen, ineinandergeflochtenen Schraubengänge einen zweisträhnigen Wendelrohrzopf, der, -,vie Abb.6, ein Hohlrippemlohr einschließen kann.If you also close the second one that has been left open so far Screw thread through a circumferential spiral band from the free space as shown in Fig. 3 raised with dashed lines, in Fig. 5 and '6 below with full lines for the screw thread b is indicated, the two now form in themselves as if they are closed off from one another, interwoven screw threads a two-strand coiled pipe braid, which, -, as shown in Fig. 6, may include a hollow rib ear.

Schraubt man schließlich zwei Doppelwendel gleicher Steigung, davon mindestens eines mit Hohlseele, gleichachsig ineinander und verschließt man dann wiederum die benachbarten Bandränder mittel- oder unmittelbar, so entsteht ebenfalls ein Wendelrohr. Ein derart aus zwei gleichen Doppelwendeln mit Hohlseele nach Abb. q. zusammengesetztes Hohlrippenrohr ist in Abb.8 dargestellt. Es umschließt mit der Hohlseele zwei Hohlrippengänge a und i. Verschließt man überdies seine beiden Außenmantelgänge b und k mit den in Abb. 8 unten voll bzw. gestrichelt angedeuteten Spiralbündern m und n, so entsteht ein dreisträhniger Wendelrohrzopf, bestehend aus einem zweigängigen Hohlrippenrohr a bis i und zwei eingängigen Wendelrohrschlangen b und h. If you finally screw two double helixes with the same pitch, at least one of them with a hollow core, coaxially into each other and then close the adjacent band edges directly or indirectly, a helical tube is also created. Such a system consisting of two identical double helices with a hollow core as shown in Fig. Q. The composite hollow finned tube is shown in Fig.8. With the hollow core, it encloses two hollow rib ducts a and i. If one also closes its two outer jacket passages b and k with the spiral bundles m and n, indicated in full or in dashed lines in Fig. 8, a three-strand helical pipe pigtail is created, consisting of a two-flighted hollow finned pipe a to i and two single-flight helical pipe coils b and h.

Durch Aufschrauben von weiteren Hohlrippenrohren oder von Wendelrohrzöpfen mit Hohlseele über Wendelrohre oder Wendelrohrzöpfe können endlich auch vier oder mehr Wendelrohre zu einem Strange vereinigt werden. Der Mantel braucht nicht aus aneinanderstoßenden Spiralbändern in und ia (Abt. 8), er kann auch aus einem ungeteilten glatten Hüllrohr bestehen, denn Doppelwendel und Rohre oder Rohrzöpfe hieraus lassen sich -stets in gerade Hüllrohre einpassen.By screwing on further hollow finned tubes or spiral tube braids with a hollow core via spiral tubes or spiral tube braids, four or more spiral tubes can finally be combined into one strand. The jacket does not need to be made of abutting spiral bands in and ia (Section 8), it can also consist of an undivided, smooth jacket tube, because double helixes and pipes or braided pipes made from them can always be fitted into straight jacket tubes.

Die Hohlrippenrohre gemäß der Erfindung weisen gegenüber Rippenrohren üblicher Bauart mit angegossenen, .verschweißten oder aufgeschrumpften Vollrippen bei wenig erhöhtem Gewicht und annähernd gleicher Außenheizfläche eine vielfach größere innere Wärmeübergangsfläch e auf. Letztere ist hier gleich der .ersteren.The hollow finned tubes according to the invention have opposite finned tubes Common design with cast, welded or shrunk-on full ribs with little increased weight and almost the same external heating surface, one multiple larger internal heat transfer surface. The latter is here the same as the former.

Diese beiderseits große Oberflächenentwicklung im Verein mit der die Wirbelbildung begünsügenden spiraligen Stromführung macht Wendelrohre aus Vollblech besonders für Wä,rmeaustauschzw@ecke geeignet. Sie bilden also einen wirkungsvollen Ersatz für Rippenrohre und Rohrschlangen üblicher Bauweise. Hohlrippenrohre in senkrechter Anordnung sind als außenbeheizte Verdampferrohre besonders wirksam, denn die zu verdampfende Flüssigkeit strömt durch die - spiraligen Hohlrippengänge längs der Heizwand, während der erzeugte Dampf sogleich von dieser nach dem Rohrkern abgedrängt wird, um durch die Hohlseele emporzusteigen. Solche Hohlrippenrohre mit eingebauten Zugankern sind als Wasser- und überhitzerrohre selbst für Hochdruckdampfkessel verwendbar. Doppelwendelrohre gemäß Abb.6 unten stellen besonders gedrungene Wärmeaustauscher dar, bei welchen eines der beiden ineinandergewundenen Rohre vom zu behandelnden. Gut, das andere vom Kühl- oder Heizmittel durchflossenwird. Dreifachwendelrohre gemäß Abb.8 unten ermöglichen die gleichzeitige Heizung und Kühlung :eines Strömgutes von verschiedenen Seiten her. Strömt hier beispielsweise in der einen Wendelrohrschlange b Heizgas und in der anderen 1z Kühlwasser, so wird das Strömgut im Hohlrippenrohr a bis i von einem Wärmestrom durchquert. Bei katalytischen Vorgängen mit Wärmetönung läßt sich ,ein guter Wärmeausgleich erzielen, indem man das zu behandelnde Gas oder seine Komponenten durch die Wendelrohrschlangen b und k hin und her schickt, ehe es im zentralen Hohlrippenrohr der Reaktion unterworfen wird. In Mulden drehbar angeordnete Wendelrohre bilden kühl- oder heizbare Transportschnecken, z. B. für zu trocknendes Fördergut. Ihrer großen Oberfläche wegen eignen sich Wendelrohre aus durchlässigem Baustoff, wie Ton, Drahtgaze usw., besonders gut für den Austausch von Stoffteilchen, z. B. in Form von Filterkerzen oder Diffusionskörpern.This large surface development on both sides in combination with the spiral current conduction, which favors the formation of vortices, makes spiral tubes made of solid sheet metal particularly suitable for heat exchange purposes. So they are an effective replacement for finned tubes and pipe coils of the usual design. Hollow finned tubes in a vertical arrangement are particularly effective as externally heated evaporator tubes, because the liquid to be evaporated flows through the - spiral hollow finned passages along the heating wall, while the generated steam is immediately pushed away from this to the tube core in order to rise up through the hollow core. Such hollow finned tubes with built-in tie rods can be used as water and superheater tubes even for high-pressure steam boilers. Double helical tubes according to Fig. 6 below represent particularly compact heat exchangers, in which one of the two intertwined tubes of the to be treated. It is good that the coolant or heating medium flows through the other. Triple helical tubes as shown in Fig. 8 below enable simultaneous heating and cooling: a flow material from different sides. If, for example, heating gas flows in one helical tube coil b and cooling water flows in the other 1z, the flow material in the hollow finned tube a to i is traversed by a heat flow. In catalytic processes with exothermicity, a good heat balance can be achieved by sending the gas to be treated or its components back and forth through the helical tube coils b and k before it is subjected to the reaction in the central hollow finned tube. Spiral tubes rotatably arranged in troughs form coolable or heatable conveyor screws, e.g. B. for conveyed goods to be dried. Because of their large surface, helical tubes made of permeable building material, such as clay, wire gauze, etc., are particularly suitable for exchanging material particles, e.g. B. in the form of filter candles or diffusion bodies.

Wendelrohre und Wendelrohrzöpfe lassen sich in praktisch unbegrenzten Längen herstellen, auch in engstem Abstand zu Röhrenbündeln vereinigen, indem man sie achsparallel ineinanderschraubt. Es wurde nun gefunden, daß sich solche Wendelrohrbündel als Ganzes wiederum in Hohlrippenrohre mit entsprechend weiter Hohlseele einschrauben lassen oder auch in zylindrische Hüllmäntel mit an deren Innenwand anliegenden Flachbandspiralen von derselben Steighöhe. Die die Wendelrohre umspülenden Ströme können nun weder geradewegs oder in Spiralen zwischen den Wendelrohren hindurch noch am Mantel entlang fließen, sie sind vielmehr zu häufigen und plötzlichen Richtungsänderungen gezwungen. Abb. 9 und i o zeigt eine solche Einrichtung schematisch, bestehend aus sieben Wendelrohrschlangen gemäß Abb.5 und einem Hüllmanbel mit innerer Leitspirale. Sie kann beispielsweise zum Abführen der Lösungswärme beim Auswaschen von Gasen verwendet werden. Der zu waschende Gasstrom steigt unter ständigem Richtungswechsel zwischen den kühlwasserdurchflossenen Wendelrohren empor, während das Waschwasser über die Wendelrohrrippen zickzackförmig herabläuft.Helical tubes and helical tube braids can be practically unlimited Produce lengths, also combine into tube bundles at the narrowest spacing by they are screwed into each other axially parallel. It has now been found that such helical tube bundles Screw as a whole into hollow finned tubes with a correspondingly wider hollow core let or in cylindrical sheaths with flat ribbon spirals resting on their inner wall of the same climbing height. The currents flowing around the helical tubes can now neither straight or in spirals between the helical tubes still along the jacket rather, they are forced to make frequent and sudden changes of direction. Fig. 9 and i o show such a device schematically, consisting of seven helical pipe coils according to Fig. 5 and a cover manbel with an inner guide spiral. For example, you can can be used to dissipate the heat of solution when scrubbing gases. The to washing gas flow increases with constant change of direction between the cooling water flowing through Spiral tubes upwards, while the washing water zigzag over the spiral tube ribs runs down.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Helical tube in the form of a closed spiral duct, characterized in that adjacent tape edges have a double-threaded helical surface twisted flat band by means of a wrapped envelope band (Fig. 3 and 4) ior directly (Dept. 5 and 6) are continuously connected to each other in such a way that a spirally wound tube is created. z. Helical tube according to claim i, characterized in that that the spiral thread termination by the continuous connection of the adjacent tape edges twisted by two double screw surfaces and then screwed into one another equiaxially Flat bands is formed (Dept. 8). 3. Multiple helical tube, characterized in that that the spiral threads which are still left open in the case of helical tubes according to claims i and a equally closed to voids, so that spirally intertwined Pigtails arise (Dept. 5, 6 and 8). 4. Arrangement of helical tubes or helical tube braids according to claims i to 3, characterized in that these are axially parallel in groups screwed into one another and, if necessary, surrounded by a helical tube with a hollow core are or from a cylindrical housing, the inner wall of which .mit a spiral spiral belt provided by the slope of the helical tubes (Fig.-9 and io).