DE867601C

DE867601C - Process for the production of elements for heat exchangers

Info

Publication number: DE867601C
Application number: DEP2445A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Truelsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1953-02-19

Description

Verfahren zum Herstellen von Elementen für Wärmeaustauscher Das Heizsystem von Bußeisernen Wärmeaustauschern, wie z. B. Lufterhitzern u. dgl., wird in der Regel aus Elementen mit ovalem Querschnitt gebildet. Die flachen Seiten sind innen und außen mit Vorsprüngen zur Vergrößerung der Heizfläche bewehrt. Früher wurden solche Elemente aus einem Stück gegossen, wodurch die Verwendung eines Kerns erforderlich war. Dadurch wurde die Bauhöhe des Elements beschränkt. Die Notwendigkeit, beim Gießen Kerne zu verwenden, hat aber noch andere Nachteile. Der Kern muß von Hand geformt werden, und zu seiner Trocknung werden Trockenöfen, Zeit und Wärme gebraucht. Auch verursachen die Beschaffung eines geeigneten Kernsandes und des Kernöls heute erhebliche Schwierigkeiten. Kernverlagerungen sind nicht immer zu vermeiden, wodurch ungleiche Wandstärken entstehen, die beim geschlossenen Element nicht ohne weiteres zu erkennen sind. Ein großer Teil des Ausschusses bei der Herstellung von Bußeisernen Elementen ist jedenfalls auf die Notwendigkeit, beim Gießen Kerne zu verwenden, zurückzuführen.Method of manufacturing elements for heat exchangers The heating system of iron heat exchangers, such as B. air heaters and the like., Is in the Usually formed from elements with an oval cross-section. The flat sides are inside and reinforced on the outside with projections to enlarge the heating surface. Used to be such elements are cast in one piece, which necessitates the use of a core was. This limited the overall height of the element. The need for Using pouring cores has other disadvantages as well. The core has to be done by hand It takes drying ovens, time, and heat. Also cause the procurement of a suitable core sand and seed oil today considerable difficulties. Core relocations cannot always be avoided, which means Unequal wall thicknesses arise, which are not easy with the closed element can be recognized. Much of the committee involved in making penal iron Elements is in any case on the need to use cores when pouring, traced back.

Es wurde schon vorgeschlagen, zwei oder mehrere gegossene Teile lösbar zusammenzuschrauben und so Elemente von Luftvorwärmern zu bilden. Derartige Elemente haben sich jedoch nicht bewährt, weil sie sich bei den in Frage kommenden Temperaturen verwerfen und undicht werden. Zwei oder gegebenenfalls mehrere Schalen werden zunächst in bekannter Weise gegossen und zu einem " geschlossenen Element vereinigt, wobei erfindungsgemäß ihre Längsnähte durch Ausgießen oder Schweißen unlösbar verbunden werden. Man erhält dadurch alle Vorteile eines in sich geschlossenen Elements, ohne die Nachteile des Gießens mit Kern in einem Stück in Kauf nehmen zu müssen. Durch die Auflösung der Elemente in Schalen wird z. B. ein Verziehen beim Abkühlen in der Form verhindert, und die Gußspannungen sind geringer als bei einem aus einem Stück gegossenen Element; die Schalen lassen sich auch viel leichter von Formsand reinigen als ein geschlossenes Element.It has been proposed to have two or more cast parts detachable to be screwed together to form elements of air preheaters. Such elements however, have not proven themselves because they differ at the temperatures in question discard and leak. Two or more bowls if necessary are first cast in a known manner and become a "closed element united, according to the invention their longitudinal seams by pouring or welding are inextricably linked. This gives you all the advantages of a self-contained one Elements without having to accept the disadvantages of casting with a core in one piece to have to. By dissolving the elements in shells, z. B. a warping prevented when cooling in the mold, and the molding stresses are lower than with an element cast in one piece; the shells are also much lighter cleaning of molding sand as a closed element.

Ferner ist die Oberfläche des Gußeisens bei Verwendung eines Kerns rauher; dadurch erhöht sich der Strömungswiderstand, und der Wärmeübergang ist ungünstiger. Außerdem ist das Reinigen während des Betriebes erschwert. Diese Rauhigkeit, deren Umfang man ohne Zerschlagen des Elements nicht erkennen kann, mußte bisher in Kauf genommen werden. Bei der Schale kann man die Oberfläche auf beiden Seiten gut kontrollieren; so daß nunmehr eine gleichmäßige Beschaffenheit auch der geschlossenen Elemente gewährleistet ist.Furthermore, when a core is used, the surface of the cast iron rougher; this increases the flow resistance and the heat transfer is less favorable. In addition, cleaning during operation is more difficult. This roughness, whose Up to now, you had to accept the size of the item without smashing the element be taken. The surface of the bowl can be easily checked on both sides; so that even the closed elements are now uniform is guaranteed.

Eine Folge der Erfindung ist, daß man jetzt in der Bewehrung der Elemente freiere Hand hat. Gemäß eines weiteren Vorteils der Erfindung können nun bei Rippenelementen die inneren Rippen, versetzt zueinander, verschieden lang ausgebildet werden, so daß sie beim Zusammensetzen der Schalen ineinandergreifen; ferner ist eine gleichmäßige Beaufschlägung der Heizfläche gewährleistet. Gleichzeitig wird dadurch die spezifische Wärmeübertragung verbessert. Durch Anordnung von Einkerbungen in den Rippen wird bei der Herstellung der Schälen das Auftreten von gefährlichen Gußspannungen in den Rippenspitzen vermieden; was an sich bekannt ist. Bei der Herstellung nach :dem erfindungsgemäßen Verfahren werden diese Einkerbungen jedoch nicht, wie bisher üblich, bis zum Fuß der Rippen, sondern nur über einen Teil der Höhe bemessen, wodurch 'wiederum die Versteifung des Gußstückes durch die Rippen gewahrt bleibt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bietet es keine Schwierigkeiten, auch die Außenrippen zweier benachbarter Elemente versetzt zueinander anzuordnen.A consequence of the invention is that you are now in the reinforcement of the elements has a freer hand. According to a further advantage of the invention, rib elements the inner ribs, offset from one another, are of different lengths, so that they interlock when the shells are assembled; furthermore is a uniform Actuation of the heating surface guaranteed. At the same time it becomes the specific Improved heat transfer. By arranging notches in the ribs the occurrence of dangerous molding stresses in the manufacture of the peelings avoided the tips of the ribs; what is known per se. When manufacturing according to: the Process according to the invention, however, these notches are not, as was customary up to now, to the foot of the ribs, but only measured over part of the height, which in turn the stiffening of the casting by the ribs is preserved. According to the invention Procedure it presents no difficulties, even the outer ribs of two adjacent ones To arrange elements offset to one another.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Querschnitt und Abb. 2 einen Längsschnitt eines Elements für gasförmige Medien.In the drawing, the object of the invention is shown, for example, namely Fig. 1 shows a cross-section and Fig. 2 shows a longitudinal section of an element for gaseous media.

Ein Wärmeaustauscher, z. B. ein Lufterhitzer, wird aus neben- und übereinander angeordneten Elementen a, b usw. zusammengesetzt. Jedes Element ist in dem gezeichneten Beispiel aus zwei Schälen d und e gebildet, die' getrennt voneinander ohne Kern gegossen werden. Die Luftkanäle sind mit c, die Gaskanäle mit f bezeichnet. Die Schalen d und e sind so ausgebildet, daß sie an den Längsnähten Rinnen g mit schwalbenschwanzförmigen Vertiefungen k bilden, die absatzweise mit flüssigem Eisen durch Ausgießen oder Schweißen gefüllt werden. Gemäß der Erfindung werden beim Ausfüllen der Rinnen mit flüssigem Eisen allseitig konisch geformte Teile mit Abständen in die Rinnen eingelegt. Zunächst werden die frei gebliebenen Teile der Rinnen vollgegossen; nach dem Erkalten nimmt man die Einlagen heraus, und nun werden die restlichen Abschnitte ausgegossen. Dadurch vermeidet man, ähnlich wie beim Schweißen, gefährliche Spannungen im fertigen Gußstück. Es kann in einfachen oder mehrfachen Absätzen gegossen werden.A heat exchanger, e.g. B. an air heater is composed of elements a, b , etc. arranged next to and on top of each other. In the example shown, each element is formed from two shells d and e, which are cast separately from one another without a core. The air ducts are marked with c, the gas ducts with f . The shells d and e are designed so that they form grooves g with dovetail-shaped depressions k at the longitudinal seams, which are intermittently filled with liquid iron by pouring or welding. According to the invention, when the gutters are filled with liquid iron, parts which are conically shaped on all sides are inserted into the gutters at intervals. First of all, the parts of the gutters that have remained free are filled with water; After cooling, the inlays are removed and the remaining sections are poured out. This avoids dangerous stresses in the finished casting, similar to welding. It can be poured in single or multiple paragraphs.

Beim Abkühlen des Eisens entsteht ein in sich vollständig geschlossenes Element.When the iron cools down, it becomes completely closed Element.

Die verschieden lang ausgebildeten Rippen i und k auf der Luftseite sind versetzt zueinander so angeordnet, daß sie ineinandergreifen und so jeder durchgehende freie Luftspalt zwischen den Rippenspitzen vermieden wird. Auf der Gasseite sind in dem gezeichneten Beispiel die Rippen m gleich lang, aber versetzt zueinander angeordnet, damit die Spitzen sich nicht berühren. Sowohl auf der Luftals auch auf der Gasseite haben die Rippen in Abständen Einkerbungen n, die nicht ganz bis zum Rippenfuß reichen. Diese Einkerbungen verhindern das Auftreten von gefährlichen Gußspannungen an den Rippenspitzen, die besonders bei langen Rippen ein Springen der Elemente hervorrufen können und ein Verziehen begünstigen.The ribs i and k of different lengths on the air side are offset from one another in such a way that they interlock and thus avoid any continuous free air gap between the rib tips. On the gas side, in the example shown, the ribs m are of the same length but are offset from one another so that the tips do not touch. Both on the air side and on the gas side, the ribs have notches n at intervals that do not quite extend to the base of the ribs. These notches prevent the occurrence of dangerous molding stresses at the rib tips, which can cause the elements to crack and warp, especially with long ribs.

Claims

PATENT CLAIMS. i. Process for manufacturing elements for heat exchangers; in which two or possibly more shells are first poured separately and then are combined to form a closed element, characterized in that the Shells are permanently connected by pouring or welding their longitudinal seams.

2. A method for the production of elements according to claim i, characterized in that that the filling of the grooves (g) with liquid iron once or several times in batches he follows.

3. Element, produced by the method according to claim i and 2, characterized in that on the shells to be combined (d, e) grooves (g) for pouring out the longitudinal seams are attached. q :.

Element according to claim 3, characterized in that that the grooves (g) dovetail-shaped recesses (h) for the filling material own.

5. Element according to claim 3 and q., Characterized in that the separately cast shells on the inner side with ribs of different lengths (i, k) are provided, so that after connecting the individual shells to form an element, a continuously free gap between the rib tips is avoided.

6: Element according to claim 3 to 5, characterized in that the ribs (m) of the adjacent elements (a, b) are arranged offset to one another on the outside (f).

7. Element according to claim 3 to 6, characterized in that the ribs (i, k, m) are provided inside and outside with notches known per se, which, however, not up to the foot of the ribs, but only over a part the height are measured. Cited publications: German Patent Specifications No. 635 688, 709 175; Ztschr. "Handel u. Industrie", year 39, Munich 1930, p.3; "Steel and iron books", Vol. 6, 1943, Düsseldorf, pp. 149 to 153.