DE638266C

DE638266C - Vorrichtung mit Waermeuebertragungsflaechen aus spiralfoermig gebogenen Blechen

Info

Publication number: DE638266C
Application number: DER90520D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-05-12
Filing date: 1934-05-01
Publication date: 1936-11-12
Also published as: US2011201A; GB423405A; FR772633A; NL37730C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch mit Wärmeübertragungsflächen aus spiralförmig gebogenen Blechen, zwischen denen Kanäle für die Wärmeaustauschmittel gebildet sind, in denen feste Abstandstücke an den offenen Stirnseiten und bzw. oder Abstandstücke in dem mittleren Teil vorgesehen sind und von denen einer oder mehrere Kanäle nach den Stirn-Seiten zu durch abnehmbare Deckel abgeschlossen werden. Bei solchen Vorrichtungen wurden bisher ebene Deckel oder Böden an den Stirnseiten verwendet, um in Verbindung mit nachgiebigen Packungen die Kanäle dort abzuschließen. Bei der Verwendung eines derartigen Deckels in Verbindung mit einer Packung kann ein Lecken zwischen den einzelnen Kanälen eintreten; damit dieser Fehler von außen entdeckt werden kann, werden Streifenpackungen in Verbindung mit in geeigneter Weise angebrachten Ablaßnuten im ebenen Deckel verwendet. Hierdurch kann das Lecken zwar von außen entdeckt, aber nicht örtlich festgelegt werden.

Fehlt der Deckel und sind nur Streifenpackungen vorhanden, so können Leckstellen zwar von außen örtlich festgelegt werden, die Vorrichtung kann dann aber nicht unter erheblichen Druck gesetzt werden, weil die Packungen nicht widerstandsfähig sind und herausgepreßt werden können.

Es sind bereits Wärmeaustauscher aus konzentrischen, im Querschnitt kreisförmigen Rohren bekannt, welche durch abnehmbare ebene Deckel an den Stirnseiten abgeschlossen sind, wobei in diesen Deckeln ringförmige Durchbrechungen vorgesehen sind, um die strömenden Medien ein- und auszulassen. Dieser bekannte Deckel ist gegossen, und seine Herstellung für Vorrich- 4" tungen zum Wärmeaustausch mit Wärmeübertragungsflächen aus spiralförmig gebogenen Blechen bietet große Schwierigkeiten und Kosten und daher keine Vorteile.

Es sind " ferner Wärmeaustauscher mit Wärmeaustauschflächen mit spiralförmig gebogenen Blechen bekannt, die Kanäle einschließen, die an ihren offenen Stirnseiten durch Deckel abgeschlossen sind, die aus Profileisen bestehen und zwischen den Blechenden eingerollt sind. Diese Profileisen sind jedoch mit den Blechkanten durch Schweißen verbunden und können daher nicht abgenommen werden, auch fehlen Mittel, um die Wärmeaustauschflächen auch ohne Deckel in ihrer Lage zu halten.

Alle die Nachteile der bekannten- Deckel sollen durch die Erfindung beseitigt werden.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der abnehmbare Deckel aus einem oder mehreren durch Biegung hergestellten, spiralförmig gewundenen

Metallstreifen- oder

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-bändern besteht, deren Windungen durch aufgesetzte Halter gegen die Kanäle gepreßt werden. Bei der Verwendung eines solchen ' Deckels werden erhebliche Vorteile erziel Es können im Betrieb Leckstellen sofort ei deckt und örtlich festgelegt werden, ohne f man zu diesem Zweck den Deckel· abzunefc men braucht. Es ist aber auch eine leichte und schnelle Abnahme des, Deckels ohne große ίο Betriebspausen möglich, so daß die Packungen laufend überwacht werden können. Ferner ist der Deckel der Erfindung billig herzustellen und erfordert wenig Material, was insbesondere bei Ausführung in rostfreiem Stahl oder Eisen von Bedeutung ist. Der Deckel kann gleichzeitig mit den Blechen gebogen werden, wodurch ein gutes Passen der Spiralwindungen gewährleistet wird. Durch eine gewisse Nachgiebigkeit der einzelnen Windüngen wird gleichzeitig eine gute Anpassung und damit ein dichter und" sicherer Abschluß des Deckels im Betrieb erzielt; der so hergestellte Deckel ist billig, weil irgendwelche Passung oder Bearbeitung nicht erforderlich ist. Ein weiteres Merkmal der Erfindung, welches insbesondere bei größeren Wärmeaustauschern die bevorzugte Ausführungsform darstellt, besteht darin, daß die Metallstreifen in den oder die abzuschließenden Kanäle hineinragen, so daß die Blechränder dadurch abgestützt werden. Dabei wird die Vorrichtung besonders widerstandsfähig, und die Blechspiralen können aus dünnerem Blech und bzw. oder mit weniger oder kleineren Abstandstücken als sonst ausgeführt werden, was sowohl hinsichtlich der Wärmeübertragung als auch der Baukosten vorteilhaft ist.

Einige Ausführungsbeispiele sind in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht. Fig. 1 ist ein Längsschnitt nach Linie I-I in Fig. 2 durch einen Wärmeaustauscher mit erfindungsgemäßen Deckeln. Fig. 2 ist eine Stirnansicht des Wärmeaustauschers gemäß Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine Einzelheit aus Fig. 1 in größerem Maßstabe. Fig. 4 zeigt in größerem Maßstabe eine Einzelheit einer abgeänderten Ausführung. Fig. S zeigt eine weitere Ausführung, teilweise in axialem Schnitt. Fig. 6 zeigt einen der Deckel abgehoben. Der Wärmeaustauscher gemäß Fig. 1 bis 3 besteht aus zwei spiralig gebogenen Blechen i, 2, zwischen denen spiralförmige Kanäle 3, 4 für die wärmeaustauschenden Medien gebildet sind.

An den Enden oder Stirnseiten der Spiralkanäle -sind zwischen den Blechen Metallstreifen oder -bänder 9 bis 12 mit rechteckigem oder keilförmigem Querschnitt eingelegt, deren Ecken gegen die Kanäle zu abgeschrägt sind. Diese Streifen 9 bis 12 können zweckmäßig zugleich mit dem Wickeln der Spiralbleche gewickelt werden, wobei die äußeren Enden der Streifen während des Wickeins aus den Spiralstirnseiten herausragen, wie %§ Fig· ι und 3 hervorgeht. Nach beendigp Wickeln werden die Streifen 9 bis 12 an Anzahl Speichen 14, vorzugsweise aus lacheisen, angeschweißt, die dann mittels Bolzen 15 gegen geeignete Konsolen 16 o. dgl. am Wärmeaustauscher angezogen werden, um die Druckkräfte in der Achsrichtung der Spirale von den Medien im Wärmeaustauscher aufzunehmen. Zur Abdichtung werden vorzugsweise Dichtungsstreifen 17 aus Gummi, Leder oder sonstigem nachgiebigem Material in die Kanäle 3, 4 eingelegt.

Die Spiralstreifen 9 bis 12 nebst den zugehörigen Speichen 14 bilden einen erfindungsgemäßen Deckel an beiden Stirnseiten des Wärmeaustauschers.

Ein derartiger Deckel kann auch so ausgeführt werden, daß die einzelnen Spiralwindungen durch Schweißen o. dgl. stellenweise unmittelbar aneinander befestigt werden. Der Deckel kann auch aus einer Spirale mit losen, nicht zusammengehefteten Windungen bestehen, die im Betrieb in ihrem gegenseitigen Abstand durch einen- z. B. aus einem Kreuz mit quer verlaufenden, zwischen die Windungen greifenden Stangen o. dgl. bestehenden losen Halter gehalten werden, der im Betrieb am Wärmeaustauscher befestigt wird.

In kleineren Wärmeaustauschern können die Deckel und ein zentral in sie eingewickelter Streifen 13 allein hinreichen, um die Bleche abzustützen und die Kanalbreiten gleichzuhalten; bei größeren Wärmeaustauschern können an den offenen Stirnseiten Abstandstücke auch gleichzeitig mit den inneren Stützgliedern angeordnet werden.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 sind die Kanäle an den beiden Seiten des Wärmeaustauschers abwechselnd offen und geschlossen. Bei der Herstellung dieses Wärmeaustauschers kann der Kanal 3 am gezeichneten Ende mit Streifen 19 zugeschweißt werden, und der Kanal 4 kann mit abnehmbar eingelegten Spiralstreifen 10 verschlossen sein. Die Streifen 10 werden an Armen 14 o. dgl., wie oben beschrieben, befestigt und bilden inen erfindungsgemäßen Spiraldeckel.

Die Anzahl der parallelen Kanäle, die durch einen solchen Spiraldeckel geschlossen werden können, ist selbstverständlich beliebig.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Deckel nach der Erfindung an Spiralblechkondensatoren für Kreuzstrom.

Ein solcher Kondensator mit derartigen Deckeln ist in Fig. 5 und 6 gezeigt. Die Kanäle 3 sind für das Kühlmedium, z. B. Wasser, und die Kanäle 4 für den zu konden-

sierenden Dampf bestimmt. Die Kühlflüssigkeit wird durch den Stutzen 5^e eingeleitet und durch den Stutzen 6^a abgezogen, während der Dampf durch die Leitung γ^α eintritt 'und das Kondensat vom Stutzen 8^a abgezogen wird. Die Kanäle 4 sind an beiden Sti-öjseiten der Spirale vollständig offen. Die eine Stirnseite ist von der als Deckel ausgebildeten Leitung 7" und die zweite von einem Stirndeckel 20 umschlossen. An beiden Enden hat der Flüssigkeitskanal 3 Gummidichtungen 17, die von Spiralstreifen 10 (s. insbesondere Fig. 6) gehalten werden, die mit Armen 14 zusammengeschweißt sind. Die Streifen 10 nebst den zugehörigen Armen 14, die vorzugsweise aus hochkant gestellten Flacheisen ausgeführt sind, bilden zusammen einen erfindungsgemäßen, abnehmbaren, von Bolzen 15 gehaltenen Deckel für* den Kanal 3. In einem derartigen Kondensator fließt der Dampf im Kreuzstrom, d. h. senkrecht zur Strömungsrichtung des Wassers.

Bei der Verwendung des Deckels der Erfindung in solchen Wärmeaustauschern schließt der Spiraldeckel, gegebenenfalls in Vereinigung mit einer geeigneten Streifenpackung, die Kanäle 3 des Kühlmediums wirksam ab, ohne das Durchströmen der Kanäle 4 im Kreuzstrom nennenswert zu behindern, während zugleich die Kanäle zwecks Überwachung und Reinigung leicht zugänglich gemacht werden können.

Gewisse Abänderungen der gezeigten und beschriebenen Einrichtungen sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. So kann der Querschnitt des Spiralstreifens rechteckig, quadratisch, rund, keilförmig usw. sein. Der Streifen wird an den Speichen vorzugsweise durch Schweißen befestigt, obwohl auch Nieten oder Schrauben für diesen Zweck verwendbar sind. Die Anzahl der parallelen Spiralkanäle im Wärmeaustauscher kann von Fall zu Fall verschieden sein, und einer oder mehrere oder auch sämtliche Spiralkanäle können mittels erfindungsgemäßer Deckel verschlossen werden.

Bei der Verwendung der Deckel der Erfindung für Wärmeaustauscher vom Spiralblechtypus können die Wärmeaustauscher wesentlich dünner und leichter gebaut werden, als es sonst möglich ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Wärmeaustausch mit Wärmeübertragungsflächen aus spiralförmig gebogenen Blechen, zwischen denen Kanäle für die Wärmeaustauschmittel gebildet sind, in denen feste Abstandstücke an den offenen Stirnseiten und bzw. oder Abstandstücke in dem mittleren Teil vorgesehen sind und von denen einer oder mehrere Kanäle nach den Stirnseiten zu durch abnehmbare Deckel abgeschlossen werden, dadurch gekennzeich- ⁶S net, daß der abnehmbare Deckel aus einem oder mehreren durch Biegung hergestellten, spiralförmig gewundenen Metallstreifen oder -bändern (9 bis 12) besteht, deren Windungen durch aufgesetzte Haiter gegen die Stirnkante der Bleche oder die Dichtungen der Kanäle gepreßt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spiralförmig gewundenen Metallstreifen oder -bänder (9 bis 12) keilförmigen oder ähnlichen Querschnitt haben und in die abzuschließenden Kanäle zur Abstützung der Blechränder hineinragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter als radiale Speichen, Stangen, Platten o. dgl. ausgebildet sind, die an den einzelnen Windungen der Spiralstreifen (9 bis 12) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Spiralwindungen nach dem Biegen durch unmittelbare Zusammenfügung, z. B. durch Schweißen, Löten o. dgl., stellenweise unmittelbar miteinander verbunden sind.

S- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lose auf -95 die Wandungen aufgesetzte Halter aus einem Kreuz mit quer verlaufenden Stangen besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen