DK1703227T3 - Varmeveksler - Google Patents

Description

Den foreliggende opfindelse angår apparater til opvarmning af væsker, såsom koge-apparater og varmtvandstilberedere og navnlig varmeveksleren i sådanne apparater.

De næ vnte apparater indeholder en varmekilde, for det meste i form af en gasbrænder, hvis varme forbrændingsgasser ledes til en gas/væske-varmeveksler, som ofte består af et i skrueform opviklet rør, gennem hvilket væsken, der skal opvarmes, strømmer.

De varme forbrændingsgasser bliver, efter at de er strømmet omkring røret og herved har afgivet termisk energi, ledet ud i det fri. Den termiske virkningsgrad afhænger herved af kvaliteten af energioverførslen mellem forbrændingsgas og varmeveksler-rør. Denne overførsel bestemmes først og fremmest af kontaktvarigheden mellem for-brændingsgas og rør samt af turbulensen af strømningen af de varme forbrændingsgasser. Af denne grund er det nødvendigt at forlænge det område, i hvilket de varme forbrændingsgasser og røret kommer i kontakt med hinanden.

Fra US 4 981 171 kendes en varmeveksler, i hvilken spiralernes tværsnit er ovalt, og spiralerne er anbragt i serie med hinanden såvel som stabelformet. Ved hjælp af en blæser tilsuges varm, ydre luft og tilføres til de flertrins, gitterlignende spiraler. Som følge af den radiale strømning bliver der fra omgive!sesluften trukket varmeenergi, hvorved den afkøles. Luften, hvis temperatur er sænket, bliver dernæst tilført til et rum, i hvilket der for eksempel befinder sig levnedsmidler, såsom kødvarer, der skal afkøles. Varmeveksleren har følgelig til opgave at afkøle omgivelsesluft og at stille denne til rådighed for et rum. Brænderdrift er hverken forudset eller egnet, eftersom de varme forbrændingsgasser, der stammer fra brænderen, ville strømme radialt mellem spiralerne uden at have realiseret en tilstrækkelig varmeudveksling.

Endvidere kendes der fra EP 678186B1 en varmeveksler, hvis spiralrørs tværsnit er ovale og ved hjælp af indarbejdede, listeformede afstandsholdere holdes i overensstemmelse med målene. Imidlertid omfatter varmeveksleren kun eet trin henholdsvis en spiral med henblik på udveksling af varmeenergi.

Ydermere kendes der fra DE 4428097 Al en varmeveksler, hvor varme forbrændingsgasser aksialt strømmer gennem spiralerne. Ganske vist sker der henæd ingen direkte varmebestråling af spiralerne på grund af brænderen. På grund af den aksiale anbrin gelse omstrømmes hver spiral af forskellige forbrændingsgasstrømme. Som følge heraf sker der ingen dobbelt varmeudveksling som ved en radial anordning, ved hvilken forbrændingsgasserne sekventielt omstrømmer varmevekslerrørene, begyndende fra den inderste spiral og hen imod den yderste spiral. DE 299 06 481 U1 offentliggør en varmeveksler med to koaksiale rørspiraler, som overlapper hinanden på en sådan måde, at varmestråling fra en koaksialt anbragt brænder, og som trænger gennem spalten i den inderste spiral, opfanges af den yderste spiral.

Den til grund for den foreliggende opfindelse liggende opgave er ved hjælp af en passende anordning at tilvejebringe en forhøjelse af virkningsgraden ved varmeudvekslingen mellem varme gasser, som stammer fra en varmekilde, såsom for eksempel en brænder, og en varmevekslers vindinger, der gennemstrømmes af fluidet, som skal opvarmes.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved hjælp af en varmeveksler til termisk kobling af varme forbrændingsgasser, som stammer fra en brænder, med et rør, gennem hvilket der strømmer en væske, som skal opvarmes. Røret er her i skruelinjeform viklet omkring brænderen. På grund af den store spalte mellem vindingerne kan forbrændingsgasserne, som opstår ved forbrændingsprocessen, radialt føres bort i en forbrændingsgaskanal i en varmevekslerkappe skal, som omslutter røret. Varmeveksleren indeholder således i det mindste to spiraler, der er anbragt, så de indbyrdes er koaksiale og i almindelighed radialt overlapper hinanden, hvorved de to spiraler har samme spiralvindingsafstand, og den indbyrdes, aksiale forskydning netop andrager en halv spiralvindingsafstand. Som følge heraf udgør de to serielt eller parallelt anbragte spiraler to koncentriske vægge, der indeslutter rammet, i hvilket der opstår varme forbrændingsgasser, og sekventielt lader disse udtræde gennem mellemrummene mellem deres vindinger. På grand af forskydningen på den halve spiralvindingsafstand er midtpunkterne af de i tværsnit cirkelformede eller aksialt fladgjorte vindinger i de to spiraler anbragt i et aksialt plan som spidserne i en ligebenet trekant. Af denne grand strømmer forbrændingsgasserne først gennem mellemrummene mellem to nabovindinger i den inderste spiral og rammer dernæst mod vindingen i den yderste spiral omtrent på den ligebenede trekants toppunkt. Der bliver forbrændingsgasstrømmen delt i to næsten identiske delstrømme, som strømmer via de to sider af vindingerne i den ydre spiral, før de radialt udtræder gennem mellemrummene i den yderste spiral. De yderste vindinger udgør følgelig en hindring, hvilket forøger varigheden af kontakten med forbrændingsgasrøret og følgelig effektiviteten. Indbygning af en eller flere ekstra spiraler, som omgiver den ydre spiral i overensstemmelse med det ovenfor beskrevne princip med aksial forskydning, kan yderligere forøge udbyttet

Det skal bemærkes, at opfindelsen er uafhængig af vindingernes form. Vindingernes tværsnit skal således ikke nødvendigvis være cirkulært. Således er realisering af opfindelsen med ovale, linse- eller rhombeformede tværsnit ligeledes mulig.

Den ydre spiral er under driften koldere end den indre spiral, som ud over de varme forbrændingsgasser også er udsat for direkte varmestråling fra brænderen, mens den ydre spiral har en stor overflade med henblik på kondenseringen af væsken, sædvanligvis vand, som tidligere blev fordampet i rummet, der afgrænses af den indre spiral.

Den ydre diameter af den indre spiral er større end den indre diameter af den ydre spiral. Følgelig kan den indre spiral ikke indføres i den ydre spiral ved en simpel transla-torislc bevægelse. Den indbyggede, indre spirals vindinger rager radialt ind i mellemrummene mellem vindingerne i den ydre spiral og definerer på denne måde aksialt skrå mellemrum mellem begge spiralers vindinger, og som kan kalibreres på grandlag af de rent aksiale mellemrum mellem en spirals vindinger. Der opstår således det indtryk, at vindingerne i begge spiraler er fast fortandet med hinanden.

Forbrændingsgasserne strømmer først gennem spalterne i den indre spiral og når via en skrå spalte, som befinder sig mellem de to spiraler, ind i den ydre spirals mellemrum. Hvis spalterne mellem vindingerne og mellem spiralerne er lige store, får forbrændingsgasserne et næsten konstant tryktab under gennemstrømningen gennem spiralerne.

En plade deler den indre spirals inderrum aksialt i et første område, i hvilket brænderen er placeret, og et andet, aksialt fjernere område, i hvilket forbrændingsgasåbningen befinder sig. På denne måde udtræder forbrændingsgasserne radialt fra brænderområdet, følger så en aksial bane i et laglignende område, som ligger mellem den ydre spi rals yderside og varmevekslerskålens inderside og strømmer til sidst langs en radial bane til det andet område, før de strømmer ud via forbrændingsgasåbningen. Ved denne udførelsesform er den på grund af omstyringspladen opnåede afbøjningsbane fordelagtig, hvorved der sikres en dobbelt varmeveksling.

Ved en anden fordelagtig udførelsesform. omfatter en aksialt rettet kam holdere til understøtning af den indre spiral. Kammen er anbragt mellem den indre og den ydre spiral og holder spalterne mellem den indre spirals vindinger i en ønsket afstand. Kammen udgør følgelig en støtte, som begrænser en termisk betinget aksial deformation af den indre spiral.

Kammen kan også omfatte holdere for den ydre spiral, hvorved denne i forhold til den indre spiral kan være arrangeret med en aksial forskydning på en halv spiral vindings-afstand og en ønsket radial afstand. Kammen kan også være anbragt på den radialt ydre side af den ydre spiral med henblik på at understøtte denne og fastlægge dennes afstande.

Ud over et apparat angår opfindelsen også en fremgangsmåde til fremstilling af en varmeveksler ifølge krav 1, hvorved: - varmeveksleren som sagt indeholder to separate, skruelinjet opviklede indre og ydre spiraler, de to spiraler indbyrdes er positioneret under overholdelse af den nævnte forskydning på P/2, og dette sikres ved indføring af den inderste spiral i et rum, som afgrænses af den ydre spiral, mens indføringen ved hjælp af en translato-risk bevægelse sker i en retning, som er aksial i forhold til vindingerne, og de to spiraler er forbundet til hinanden.

Eftersom den i det foregående beskrevne diameter af den indre og ydre spiral ikke muliggør indbygning af den indre spiral ved hjælp af en aksial translation, skal der for at muliggøre den omtalte aksi ale translation udøves et drejningsmoment på den indre spiral, således at dens ydre diameter reduceres. I denne belastede tilstand kan der anbringes clips, henholdsvis klammer, som opretholder drejningsmomentet under monteringen. Dette fremstillingstrin ved fremstilling af varmeveksleren forenkles væsent ligt på denne måde. Efter at indføringen er sket, bli ver den indre spiral aflastet, idet clipsen fjernes.

Som yderligere alternativ til muliggørelse af den omtalte aksiale translation udøves et drejningsmoment på den ydre spiral med henblik på at gøre dennes indre diameter større. Den ydre spiral aflastes igen efter den næ vnte translation af den indre spiral .

Alternativt, men ikke ifølge opfindelsen, kan den translatoriske bevægelse ledsages af en skruende, henholdsvis drejende bevægelse. Forløbet ligner tilspænding af en skrue, hvis ydergevind parres med indergevindet i en boring.

Den til grund for den foreliggende opfindelse liggende opgave er, ved hjælp af en egnet varmeveksler, at forhøje virkningsgraden ved varmeveksling i varmeapparater, navnlig gasfyrede brændværdi-apparater, hvilken varmeveksler er billig og udmærker sig ved en simpel fremstillingsmåde.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved hjælp af de karakteristiske træk i krav 1 og krav 11,

Yderligere fordelagtige udførelsesfonner fremgår af underkravene og den følgende beskrivelse af et udførelseseksempel på et apparat og en fremgangsmåde til fremstilling af en varmeveksler ifølge den foreliggende opfindelse. På tegningen viser: - fig, 1 en principskitse af et opvarmningskredsløb med en varmeveksler, fig. 2 i perspektiv en gengivelse af varmeveksleren uden sidevæg, fig, 3 et tværsnit gennem varmeveksleren uden sidevæg: fig. 4 en kam-lignende afstandsholder, set i tværsnit, mellem to spiraler; fig. 5 en kam-lignende afstandsholder, set i planbillede; fig, 6 bagsiden af en kam-lignende afstandsholder; fig, 7 en listeformet afstandsholder.

Udførelseseksemplerne ifølge fig. 1 og 4 falder ikke ind under kravenes beskyttelsesområde.

Fig. 1 repræsenterer en principskitse af varmeveksleren, set i tværsnit. Varmeveksleren af grænses af et hus 1, hvis sidevæg IC er cylindrisk, har en forudbestemt aksial længde og fortrinsvis er radialsymmetrisk i forhold til en vertikal midterakse 9, hvorved aksialt over for hinanden liggende vandtilførselsledninger 5 og vandafgangs ledninger 6 er forbundet til 2, foroven, henholdsvis forneden, ligeledes over for hinanden liggende, tætnende vægge 1A, IB, i den foreliggende udførelsesform er det plader. I huset 1 er der anbragt en brænder 3, som opvarmer vandet, der flyder i varmevekslerrørene. Rørene er fortrinsvis fremstillet af rustfrit stål og forarbejdet til spiraler med spiralformede vindinger. Varmeveksleren indeholder i det mindste to sådanne spiraler 20, 30, som er anbragt koaksialt og radialt er overlappende. Spiraldiameteren har her værdierne Dl, henholdsvis D2, idet D2 er større end Dl.

Den aksiale længde af spiralerne 20, 30 er ligefrem ens og svarer til husets længde. Vindingerne på en ydre spiral 30, hvis gennemsnitlige krumningsradius R2 = D2/2, afgrænser et indre volumen, som optager en indre spirals 20 vindinger, hvilken spirals vindings- eller krumningsradius RI = Dl/2 og følgelig er mindre end R2. Spiralvindingsafstanden har samme værdi P for begge spiraler 20, 30. På grund af en aksial forskydning af spiralerne 20 og 30, og som er P/2, berører et radialt plan X - X både midtpunktet af en indre spiralvinding og midtpunktet af den over for liggende ydre spiralvinding.

Den indre spiral 20 indeslutter et med tilnærmelse cylindrisk volumen, som ved hjarip af en omstyringsplade 19 aksialt deles i to delvolumina. Denne omstyringsplade 19 er anbragt i et radialt plan, fortrinsvis aksialt midt i huset 1 og adskiller et indre, øvre volumen 10, i hvilket brænderen 3 befinder sig, såvel som et andet indre, nedre volumen 15, der er forbundet med en forbrændingsgasledning 4, fra hinanden.

Vindingerne i den indre spiral bliver ved hjælp af U-formede klemmer 23 og vindingerne i den ydre spiral 30 via en kam-lignende holder 33 holdt i en defineret afstand.

Varmeveksleren er indsat i en varmekreds, i hvilken en pumpe 50 via vandtilløbsledninger 5 er tilsluttet til vandindløb 21 og 31 for de to spiraler 20, 30. I det øvre område er vandudløbene 22 og 32 forbundet til vandudløbsledninger 6, som igen er tilsluttet til et forbrugerapparat., såsom eksempelvis en radiator 7. Den hydrauliske varmekreds til pumpen 50 bliver via en tilbageføring sluttet til en tilbageløbsledning 8,

Offentliggørelsen af opfindelsen, som angår strukturen og driften af apparatet, sker vedrørende en driftsposition, i hvilken apparatets akse er anbragt lodret. Imidlertid finder den foreliggende offentliggørelse ligeledes anvendelse for en derfra afvigende akseretning med de dertil svarende omstillinger af de respektive komponenter.

Brænderen 3 bliver via en gasledning 2 forsynet fra en ekstern gaskilde 40. I den ne-derste del af huset 1 befinder der sig en forbrændingsgasledning 4, via hvilken de på varmevekslerrørene afkølede forbrændingsgasser føres bort. Gasstrømmen understøttes med fordel af en blæser, som ikke er afbildet.

Spiralerne 20 og 30 er forbundet parallelt med hinanden. Ved drift i parallel bli ver de to spiraler 20, 30 gennemstrømmet i samme retning af væsken, som skal opvarmes. Som følge heraf får den indre 20 og den ydre 30 spiral via deres respektive vand-indgange 21, 31 tilført vand gennem den dertil svarende vandtilløbsledning 5. Ved drift i parallel passerer væsken i den indre 20 og den ydre 30 spiral først et koldere 15, dernæst et varmere 10 område og får på denne måde en gradvis opvarmning, hvorved den indre spiral 20 i det nedre område 15 første fører koldere, i det øvre område 10 imidlertid varmere vand end den ydre spiral 30. Forbrændingsgasserne afgiver en del af deres termiske energi under varmeudvekslingen i det øvre område 10, før de når ind til det nedre område 15. Eftersom der i sidstnævnte område 15 tilføres kold væske, og der foreligger et temperaturfald fra forbrændingsgas til væske, sker der også i dette område 15 en varmeudveksling. Fordelagtig er her det herved opnåede større energiudbytte og den større virkningsgrad end ved drift, hvor væsken ledes fra et varmere 10 til et koldere 15 område. Det er en ulempe ved parallel gennemstrømning af de to spiraler 20, 30, at mulige smudsaflejringer, navnlig i den ydre spirals 30 rør, som er ansvarlig for et ekstra energiudbytte, resulterer i en formindskelse af virkningsgraden.

Alternativt kan spiralerne 20, 30 forbindes i serie med hinanden. Ved seriel drift gennemstrømmes de to spiraler 20, 30 i modsatte retninger af væsken, som skal opvarmes. Herved kan koblingen af spiralerne 20, 30 ske på to måder. I det første tilfælde kan tilbageløbet ske via vandindløbet 21 for den inderste spiral 20. Den kolde væske møder i det nedre område 15 de koldeste forbrændingsgasser. På grund af den foreliggende varmeudveksling afgives der varmeenergi fra de kolde forbrændingsgasser, hvilket medfører en øget dannelse af kondensat i dette afsnit. I forvarmet tilstand når væsken ind i det varmeste område 10, i hvilket vandet opvarmes af ikke blot de varmeste forbrændingsgasser, men også af den direkte varmestråling fra brænderen 3. Dernæst bliver vandet via de to øvre, indbyrdes forbundne, vandudløb 22, 32 ledet ind i den ydre spiral 30, hvor vandet opvarmes yderligere og til sidst som fremløb udtræder fra dens vandindløb 31. En ulempe ved denne konstellation er det forholdsvis lille energiudbytte på grund af det ret korte forvarmningsområde i den indre spiral 20 i det nedre område 15.

Tilbageløbet kan i det andet tilfælde ske via den nedre ende 31 af den yderste spiral 30. Den kolde væske rammer mod de allerede afkølede forbrændingsgasser i det nedre område 15 og bliver forvarmet. Til sidst sker der en yderligere forvarmning i det øvre område 10 ved hjælp af de der tilstedeværende varmere forbrændingsgasser. Vandet når via de øvre, indbyrdes forbundne, vandudløb 22, 32 ind i den indre spiral 20 og opvarmes i det varmeste område 10, i hvilket, ud over de varmeste forbrændingsgasser, også den direkte varmestråling fra brænderen 3 rammer den indre spiral 20. I det nedre område 15 udtages der fra de koldeste forbrændingsgasser til sidst ingen eller kun meget lidt varmeenergi, eftersom vandet, som befinder sig i den indre spiral 20, er væsentligt varmere end forbrændingsgasserne, der befinder sig i dette afsnit, hvilket fører til en formindskelse af udbyttet i dette område. Kondensatdannelsen er forholdsvis lille ved dette arrangement. Via vandindløbet 21 til den indre spiral 20 afgår vandet til sidst som fremløb. På grund af det udvidede forvarmningsområde, som i praksis strækker sig over hele længden af den ydre spiral 30, kan der ske en forøgelse af det termi ske energiudb ytte.

Uafhængigt af, om spiralerne 20, 30 drives parallelt eller serielt, sker der ved varmeveksleren på grund af en radial forbrændingsgas-gennemstrømning af spiralerne 20, 30, deres fordelagtige anbringelse og en radialt anbragt omstyringsplade 19 til stadighed en varmeudveksling ved den indre 20 og den ydre 30 spiral, både i det øvre område 10 og i det nedre område 15. I forhold til de kendte et-trins eller endda flertrins opbyggede varmevekslere, som ikke har en indbyrdes aksial forskydning, er dette fordelagtigt på grund af et større energiudbytte og en højere virkningsgrad.

Den radiale pil FO repræsenterer vejen for en strømning af varm forbrændingsgas, som forlader brænderen 3, hvorved den nævnte strømning FO er rettet fra midteraksen 9 hen imod den ydre spiral 30. Strømningen FO passerer et første mellemrum, henholdsvis en første spalte El med kalibreret højde mellem den indre spirals 20 vindinger. Den aksiale højde er herved i overensstemmelse med differenceværdien, der fremkommer mellem spiralafstanden P og en diameterværdi dl, som fremkommer fra tværsnittet af den indre spirals 20 rør. Den første spalte El er i det foreliggende udførelseseksempel 0,9 mm ved en rørdiameter dl af den indre spiral 20 på 14 mm og således ved en spiralvindingsafstand P på 14,9 mm, hvorved spiraldiameteren Dl for den indre spiral 20 er cirka 20 cm.

Strømningen F0, som radialt udad forlader det af den indre spiral 20 afgrænsede, indre, øvre volumen 10, opnår, efter at den først er indsnævret i aksial retning, en position, der ligger i samme højde som midtpunktet Cl i den indre spirals rørtværsnit. Idet den følger sin radiale vej på den anden side af den første spalte, breder strømningen F0 sig aksialt ud i et indre, cylindrisk mellemrum 11, som afgrænses af spiralerne 20 og 30, og strømningen F0 rammer dernæst mod en vinding i den ydre spiral 30. På grund af en halv spiralvindingsafstands (P/2) forskydning mellem spiralerne 20 og 30 spaltes strømningen F0 i praktisk talt to ens delstrømninger FI, F2 og strømmer via begge sider af den trufne vinding på den ydre spiral 30. Delstrømningen FI, F2 passerer hver for sig en anden spalte E2, som aksialt begrænses af respektive to vindinger på den ydre spiral 30. Delstrømningeme F1 og F2 træffer så radialt mod husets 1 cylindriske væg.

Strømningerne F1 og F2 strømmer dernæst aksialt mod bunden i et ydre, cylindrisk mellemrum 12. I mellemrummet 12, som afgrænses af den indre overflade af den cylindriske husvæg ! og den ydre spiral 30, løber samtlige, til strømningerne F1 og F2 svarende, delstrømninger sammen, indtil de aksialt når højden for omstyringspladen 19.

Aksialt neden under omstyringspladen 19 går det ydre, cylindriske mellemrum 12 over i et volumen 13, hvorfra strømninger, som vist ved pilen F10, radialt strømmer i retning af midteraksen 9. Strømningerne passerer mellemrummene E2 og spaltes i mellemrummet 14, som svarer til mellemrammet 11, i to praktisk talt ens delstrømninger Fil og F12, der strømmer gennem de tilsvarende spalter El, hvorved strømningsretningen er modsat rettet i forhold til retningen af strømningerne FI, F2. Der gives her afkald på en fornyet, detaljeret beskrivelse.

Omstyringspladen 19, som afgrænser voluminet 10 fra voluminet 15, afbøjer strømningen af forbrændingsgas radialt i retning af de cylindriske, ydre volumina 12, 13 og danner således to kaskadelignende varmevekslertrin. I almindelighed kan indbygningen af et ulige eller et lige antal af sådanne skilleplader 19 tages i betragtning. Herved kan der fremstilles en direkte forbindelse mellem det cylindriske, ydre volumen 13 og forbrændingsgasledningen 4, idet spiralernes 20, 30 nedre vindinger på højde med vandindløbene 21 og 31 udelades.

Ved en given rørdiameter difor den indre spiral 20 og en aksial spalte El mellem disse vindinger kan spiralvindingsafstanden P bestemmes. Den ydre spirals 30 rørdiameter d2 kan herved være mindre, den samme som el ler endda større end den indre spirals 20 diameter dl. Med andre ord kan den anden spalte E2 have en værdi, der enten er den samme som for den første spalte El eller ikke er det. Ydermere kan der vælges en differensværdi for de gennemsnitlige krumnings- henholdsvis spiralradier RI og R2 i et forud defineret område. Valget af dimensionerne bestemmer en sammensat spalte E3, altså en spalte, som videregiver den skrå afstand mellem de to spiraler 20, 30.

En interessant udførelsesform fås ved valget af samme værdi for den første spalte El og den sammensatte spalte E3, og som for eksempel er 0,9 mm, såvel som cirka samme værdi for rørdiameteren dl og d2. For den anden spalte E2 kan der ligeledes vælges en afstandsværdi på 0,9 mm.

En indre afstandsholder har form som en U-førmet klemme 23, der på samme måde som en clips fastgøres på den indre spirals 20 rør. I tværsnit strækker den U-formede klemme 23 sig fortrinsvis til rørmidtpunkterne C1 med henblik på at sikre en bedre hæftning til rørafsnittene. Tværsnittet for tråden, af hvilken klemmen 23 er fremstillet, definerer spalten El. Den U-formede klemme 23 anbringes med fordel mellem den ydre 30 og den indre 20 spiral, således at der ud over spalterne El desuden defineres de skrå spalter E3 ved hjælp af tråddiameteren. Ved anbringelse af de U-formede klemmer på rørene i den ydre spiral 30 kan også målene for dennes spiralvindingsafstand P overholdes, I rig, 4 er der afbildet en anden kam-lignende holder 36, som befinder sig mellem vindingerne 20, 30. Den kam-lignende holder 36 omfatter arme 34, der understøtter den indre spirals 20 rør. Armenes 34 højde definerer den aksiale spalte El mellem to vindinger i den indre spiral 20. På den radialt ydre side, altså bagsiden, har den kamlignende holder 36 fortrinsvis V-form, hvorved den aksiale afstand fra V-spidseme til nabo-armene andrager en halv spiralvindingsafstand P/2, Holderen 36 kan omfatte en kæde af V’er med en åbningsvinkel på 120°, og som udbreder sig i aksial retning. I tværsnit danner her således tre op til hinanden stødende vindinger en ligesidet trekant. På grund af dimensionerne og V-formens kilevirkning sker der ud over spalterne El kalibrering af den indbyrdes akseforskydning for de to spiraler 20, 30 og dermed spalterne E2. Desuden definerer holderen 36 ved hjælp af sin profil og sin bredde den skrå spalte E3 mellem spiralerne 20, 30.

Den kam-lignende holders 36 arme 34 strækker sig fortrinsvis i det mindste til spiralrørets midtpunkter CL C2. Ydermere kan der ved hjælp af indskæringer på armenes 34 åbne sider tilvejebringes fjedre 35, som indspænder rørene mellem to arme 34.

Den kam-lignende holder 36 fremstilles af et rektangulært stykke blik. Dette blik forsynes først med indskæringer, som repræsenterer de senere fjedre 35. Dernæst udstan-ses armene 34, som danner en vinkel pa cirka 90'' i forhold til det oprindelige stykke blik. 1 et derpå følgende arbejdstrin presses hovedstykket til den omtalte V-form (fig. 4-6).

Den kam-lignende holder 36 bliver indsnoet i rummene 11, 14, som befinder sig mellem spiralerne 20, 30, hvorved en valgt, elastisk deformation af holderen 36 og/eller spiralerne 20, 30 letter indføringen. Indsætning af holderen 36 i området ved den ydre spiral 30, således som det er vist i fig. 1, er ligeledes mulig. Matt kan ligeledes fore stille sig en kombination af den tidligere beskrevne U-formede klemme 23 og den kam-lignende holder 36. For eksempel kan den kam-lignende holder 36 således indsættes mellem de to spiraler 20, 30, mens U-formede klemmer 23, som er placeret på den radialt ydre side af den ydre spiral 30, yderligere opretholder målene for spalterne E2.

Pig. 2 og 3 viser huset 1 med de over for hinanden liggende vægge 1A og IB uden sidevæggen IC. Derimellem er spiralerne 20, 30 indspændt og ved hjælp af listeformede afstandsholdere 41 fikseret på en sådan måde, at der eksisterer en konstant spalte mellem spiralgangene. Afstandsholdeme 41 har her en stiftformet struktur med indskæringer 42 i det øvre og nedre randområde (fig. 7). Spiralerne 20, 30 bliver aksialt indspændt ved hjælp af i det mindste to vægge 1 A, IB. Denne spænding opretholdes, idet i. det mindste to listeformede afstandsholdere 41 anbringes på væggene, således at deres indskæringer indraster på væggene 1A, I B og derved undgår aflastning af disse. Afstandsholderens 41 længde bestemmer således afstanden mellem de aksialt over for hinanden liggende vægge 1A og IB. Hvis der nu fra denne totalafstand subtraheres højden af væggene 1A og 1B, fås længden af spiralerne 20, 30. Med henblik på beregning af spalten El, henholdsvis E2 skal der først fremskaffes differencen mellem spirallængden og det med rørdiameteren dl, henholdsvis d2 multiplicerede antal vindinger. Det fremkomne resultat bliver til sidst delt med antallet af spalter. Resultatet er størrelsen af spalten El, henholdsvis E2. De tidligere nævnte indretninger 23 og 36 kan finde anvendelse i kombination med de listef ormede afstandsholdere 41,

Eftersom den indre diameter af den ydre spiral 30 er mindre end den ydre diameter af den indre spiral 20, kan der ikke ske indføring af den indre spiral 20 i den ydre spiral 30 ved en aksialt rettet, translatorisk bevægelse. Der er således de følgende tre muligheder, som tillader montering af spiralerne 20, 30: • For det første kan der udøves et drejningsmoment på den indre spiral 20, fortrinsvis i området ved vandindløb (20) såvel som ved vandudløb (22), hvilket resulterer i en formindskelse af spiralens ydre diameter. Clips eller klemmer, som anbringes i området ved vandindløbet (21) og vandudløbet (22), opretholder den eksisterende spænding under monteringsprocessen. Naturligvis kan indføringen ske ved en modsat rettet seriel translation af de to spiraler 20, 30 eller en aksial translation af den indre 20/ den ydre 30 spiral ved i hvile værende ydre 30/ indre 20 spiral. Efter at monteringen er sket, bliver clipsene fjernet, og der sker en aflastning af den indre spiral 20, som til sidst indtager sin oprindelige form, ® For det andet kan der udøves et drejningsmoment på den ydre spiral 30, fortrinsvis i området ved vandindløbet (31), såvel som ved vandudløbet (32), hvilket resulterer i en forøgelse af den ydre spirals indre diameter. Clips eller klemmer, der anbringes i området ved vandindløbet (31) og ved vand-udløbet (32), opretholder den eksisterende spænding under monteringsprocessen. Naturligvis kan indføringen ske ved en modsat rettet aksial translation af de to spiraler 20, 30 eller en aksial translation af den indre 20/ den ydre 30 spiral ved i hvile værende ydre 30/ indre 20 spiral. Efter sket montering fjernes clipsene, og der sker aflastning af den ydre spiral 30, som til sidst indtager sin oprindelige form. • Endvidere kan monteringen af spiralerne (20, 30) ske ved en modsat rettet skruebevægelse af de to spiraler (20, 30) eller også ved en skruende drejebe-vægelse af den indre 20/ ydre 30 spiral ved i hvile værende ydre 30/ indre 20 spiral. Spiralgangene forholder sig som parrede gevindgange i en borings in-dergevind og en skrues ydergevind. Denne tredje monteringsmetode tilhører imidlertid den kendte teknik.

Henvisningstal. 1 Hus; 1A lofts væggen; IB bundvæggen; IC sidevæg; 2 gasledning; 3 brænder; 4 forbrændingsgasledning; 5 vandtilløbsledning; 6 vandfraløb s ledning; 7 radiator; 8 tilbageløbsledning; 9 midterakse; 10 indre, øvre volumen; 11 mm mellem indre og ydre spiral i det øvre volumen; 12 cylindrisk mellemram i det øvre, ydre volumen; 13 cylindrisk mellemrum i det nedre, ydre volumen; 14 rum mellem indre og ydre spiral i det nedre volumen; 15 indre, nedre volumen; 19 omstyringsplade; 20 indre spiral; 21 vandindløb til den indre spiral; 22 vandudløb fra den indre spiral; 23 U-formet klemme; 30 ydre spiral; 31 vandindløb til den ydre spiral; 32 vandudløb fra den ydre spiral; 33 kam-lignende holder; 34 arm; 35 fjeder; 36 kam-lignende holder; 40 ekstern gaskilde; 41 stiverformet afstandsholder; 42 indskæring; 50 pumpe;

Cl midtpunkt af det indre spiralrør; C2 midtpunkt af det ydre spiralrør; dl diameter af det indre spiralrør; d2 diameter af det ydre spiralrør;

Dl diameter af den indre spiral; D2 diameter af den ydre spiral;

El aksial spalte mellem den indre spirals vindinger; E2 aksial spalte mellem den ydre spirals vindinger; E3 skrå spalte mellem indre og ydre spiral; FO gasstrøm i området ved den indre spiral, og som radialt er rettet bort fra midteraksen; F1 gasstrøm i området ved den ydre spiral, og som radialt er rettet bort fra midteraksen; F2 en anden delstrøm i området ved den ydre spiral, og som radialt er rettet bort fra midteraksen; F10 gasstrøm i området ved den ydre spiral, og som radialt er rettet mod midteraksen;

Fil delstrøm i området ved den indre spiral, og som radialt er rettet mod midteraksen; F12 en anden delstrøm i området ved den indre spiral, og som radialt er rettet mod midterak sen; P spiralvindingsafstand; RI radius i den indre spiral; R2 radius i den ydre spiral.

Claims (11)

1. Varmeveksler til overføring af den termiske energi i en gas til i det mindste to væskegennemstrømmede spiraler (20, 30), der er fremstillet af varmeledende materiale, og hvilke spiraler har samme spiralvindingsafstand (P), hvorved spiralerne (20, 30) er arrangeret, så de radialt kan gennemstrømmes og både ko-aksialt og radialt overlapper hinanden, og hvor mellemrummet mellem to vindinger i en spiral (20, 30) i. radial retning er dækket af i det mindste en anden spiral (20, 30), kendetegnet ved, at spiralerne (20, 30) ved hjælp af i det mindste to vfegge (1A, IB) aksialt er indspændt, og i det mindste to listeformede afstandsholdere (41) opretholder den aksiale afstand mellem væggene (1A, IB) og spalten (El, E2) mellem spiralernes (20, 30) spiralgange på en konstant værdi,

2. Varmeveksler ifølge krav 1, kendetegnet ved, at to, op til hinanden stødende, spiraler (20, 30) aksialt er anbragt en halv spiralvindingsafstand (P/2) forskudt i forhold til hinanden.

3. Varmeveksler ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at spiralerne (20, 30) er udformet som skruespiraler med spiralvindingsdiameter, der i aksial retning kontinuerligt bliver større, henholdsvis bliver mindre.

4. Varmeveksler ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at spiralerne (20, 30) er udformet som skruespiraler med spiralvindingsdiameter, der veksler i aksial retning,

5. Varmeveksler ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at spalten mellem to spiralgange i den inderste spiral (20) er større end spalten mellem to spiralgange i den mindst ene ydre spiral (30).

6. Varmeveksler ifølge et hvilket som helst af kra vene 1 til 5, kendetegnet ved, at de i det mindste to spiraler (20, 30) er parallelkoblede.

7. Varmeveksler ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, kendetegnet ved, at de i det mindste to spiraler (20, 30) er serieforbundne.

8. Varmeveksler ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 7, kendetegnet ved, at der i et radialt plan er anbragt en omstyringsplade (19), som aksialt deler den inderste spirals (20) inderrum i et første volumen (10), i hvilket der befinder sig en varmekilde (3), og et andet, aksialt forskudt, volumen (15), der er forbundet med en udgang (4) for forbrændingsgas,

9. Varmeveksler ifølge et hvilket som helst af kra vene 1 til 8, kendetegnet ved, at i det mindste én, fortrinsvis flere, kam-lignende holdere (33, 36), der er fordelt langs periferien, holder spalten (El, E2) mellem to spiralgange i mindst én spiral (20, 30) på en konstant værdi,

10. Varmeveksler ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 9, kendetegnet ved, at i det mindste én, fortrinsvis flere, U-formede klemmer (23), som er fordelt langs periferien, holder spalten (El, E2) mellem to spiral-gange i mindst én spiral (20, 30) på en konstant værdi.

11. Fremgangsmåde til fremstilling af en varmeveksler til overføring af den termiske energi i en gas til i det mindste to væskegennemstrømmede spiraler (20, 30) af varmeledende materiale, og som har samme spiralvindingsafstand (P), hvorved spiralerne (20, 30) er anbragt, så de radialt kan gennemstrømmes samt koaksialt og radialt overlapper hinanden, og mellemrummet mellem en spirals (20, 30) to vindinger i radial retning afdækkes ved hjælp af i det mindste en anden spiral (20, 30), hvorved spiralerne (20, 30) ved hjælp af i det mindste to vægge (1A, IB) aksialt indspændes, og i det mindste to listeformede afstands-holdere (41) holder den aksiale afstand mellem væggene (1A, IB) og spalten (El, E2) mellem spiralernes (20, 30) spiralgange på en konstant værdi, kendetegnet ved, at der ved udøvelse af et drejningsmoment på i det mindste en af spiralerne (20, 30) sker en formindskelse af den indre spirals (20) ydre diameter og/eller en forøgelse af den ydre spirals (30) indre diameter, og dernæst at spiralerne (20, 30) ved en aksialt rettet translatorisk bevægelse af i det mindste én spiral (20, 30) ved i hvile værende eller modsat rettet aksial transla tion af i det mindste en anden spiral (20, 30) føres ind i hinanden, at spiralerne (20, 30) indspændes ved hjælp af væggene (1A, IB), og i det mindste to stangformede afstandsholdere (41) anbringes på væggene (1A, IB).