NO802788L - Varmeveksler. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en varmeveksler mer særskilt

en kompakt, oppviklet rørvarmeveksler med forbedret varmeover-føringstetthet og utført slik at den er' lett tilgjengelig for reparasjoner og vedlikehold i et moderne kjølesystem.

I moderne kjølesystemer''.medfører den kompakte ut-førelse av systemkomponentene den fordel at man kan redusere kjølesystemets totaldimensjoner og tilhørende fremstillings-kostander. Ved konstruksjonen av et kompakt kjølesystem må hver komponent konstrueres for seg med det siktepunkt å gjøres så liten som mulig og allikevel fullt ut kunne virke tilfreds-stillende med hensyn til de krav som stilles til kjølesystemet. En av komponentene er en varmeveksler eller kondensator som benyttes for kjøling av de varme komprimerte kjølegasser under driften av kjølesystemet. Varmeveksleren må utføres slik at den opptar minimal plass og samtidig har stor yte-

evne målt i kilokalorier pr. time pr. overflateareal.

I forbindelse'med den tilstrebede kompakte utfør-else av varmeutveksleren er det et krav at varmeutveksleren er utført slik at den lett kan tas ut og eller monteres ved behov for reparasjoner eller vedlikehold. Varmevekslere i vanlige kjølesystemer har som regel sitt innløp og utløp i motliggende ender av varmeveksleren. Den plassbestemte ut-forming krever et relativt komplisert arrangement av varme-■ vekslerens tilknytningsledninger, samtidig som tilknytningene eller koplingene blir relativt utilgjengelige med hensyn på

en lett uttaging av varmevekslere. Det foreligger således et behov for en kompakt varmeveksler som opptar minimal plass, har høy varmeoverføringstetthet og egner seg for lett montering og tilknytting til kjølemiddelledningene innenfor det kompakte rom som er tilgjengelig i :et moderne kjølesystem.

Det er således en hensikt'med oppfinnelsen å tilveiebringe en viklet rørvarmeveksler som tilfredsstiller et eller flere av de foregående krav til et moderne kjøle-system. Spesielt tar man med oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en varmeveksler utformet av et kontinuerlig rør som er viklet om en felles akse i form av indre og ytre konsentrisk overlappende viklinger, méd et innløp og et utløp anordnet i et felles plan ved en ende, og med et kontinuerlig overgangselement mellom indre og ytre vikling ved den andre enden.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en viklet varmeveksler som kan tilveiebringes ved kontinuerlig vikling under utnyttelse av en ubrudt rotasjon av en viklingsdannende innretning.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe

i

en viklet varmeveksler som er kompakt og har høy varmeover-føringstetthet i forhold til sin totale størrelse.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en viklet varmeveksler som er :Utført og anordnet slik at den lett kan monteres i et kompakt rorrri et moderne kjølesystem, med innløp og utløp ragende tangensielt ut i fra henholdsvis indre og ytre vikling i en og samme ende.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å muliggjøre

en tilforming av en viklet varmeveksler med utgangspunkt i en kontinuerlig rørlengde under utnyttelse, av en kontinuerlig viklingsmetodikk.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en vikleinnretning som med utgangspunkt i en kontinuerlig rør-lengde kan tilveiebringe en varmeveksler som egner seg for lett montering i et moderne kjølesystem og samtidig har en høy varmeoverføringstetthet.

I samsvar med et typisk utførelseseksempel av oppfinnelsen er det således tilveiebrågt en viklet varmeveksler tilformet av et kontinuerlig viklet rør. Det viklede rør formes slik at det dannes en indre vikling med flere vinninger om en felles akse i et spiralarrangément med stigning i en retning og en ytre vikling med flere vinninger lagt konsentrisk om den indre vikling langs den nevnte akse og i et lignende spiralarrangément, men med stigning i motsatt retning. Et kontinuerlig overgangselement, som dannes av en del av det viklede rør, danner en forbindelse'mellom indre og ytre vikling i en ende av varmeveksleren, og overgangselementet hår-et første krummet parti med økende krumningsradius for radial forskyvning av røret i forhold til den indre vikling, og et andre krummet parti for aksial' forskyvning av røret over den indre vikling for tilforming av' den ytre vikling.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebragt en vikleinnretning for tilforming av-; en kontinuerlig rørlengde til en kompakt viklet rørvarmeveksler. 'Vikleinnretningen innbefatter en bæreramme for dreibar■opplagring av en vikledor med vinningsgjenge tilpasset for opptak av røret, hvilken vinningsgjenge begynner ved den-ene enden av vikledoren og avsluttes ved en viklingsreverseringsplate ved den andre enden av vikledoren. Viklingsreverseringsplaten er plassert slik ved enden av vikledoren at den går over i og danner en forlengelse av vinningsgjengen.. Et første parti av platen skrur seg utover til en radield sti-lling utenfor den radielle utstrekning av vinningsgjengen ved /den andre enden av vikledoren, mens et andre parti av platen strekker seg aksialt vekk fra platen og mot den nevnte e.ne ende av vikledoren.

Med oppfinnelsen er det også tilveiebragt en fremgangsmåte ' for ■ f rems tilling av en kompakt- viklet rørvarme-veksler av den type som er nevnt foran. ■ Den viklede varmeveksler fremstilles ved at man først fester en fri ende av røret i en viklings-startposisjon. På en} kontinuerlig og ubrudt måte blir så den ønskede rørlengde viklet i spiralretning om en akse slik at det dannes en indre vikling med hosliggende vinninger som strekker seg i en retning vekk fra startposisjon-en. Røret bøyes så radielt utover''og litt forbi den radielle utstrekning av den indre vikling og aksialt mot startposisjon-en, for derved å danne et overgangselement, og deretter vikles røret videre i en spiralretning om den indre vikling, men i motsatt retning, hvorved det tilveiébringes en konsentrisk ytre vikling med vinninger som overlapper den indre vikling og strekker seg mot den nevnte startposisjon.

Oppfinnelsen'skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor

fig. 1 viser et enderiss<;>av en varmeveksler ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et sideriss av utførelsen i fig. 1, fig. 3 viser det andre enderiss av varmeveksleren, med overgangspartiet,

fig. 4 viser et snitt gjennom varmevekslerens

ytre vikling,

fig. 5 viser et delvis gjenndmskåret riss av

et endedeksel for et dobbeltrør,

fig. 6 viser et enderiss av en vikleinnretning

med skala for bestemmelse av den relative stilling av

henholdsvis innløp og utløp ved en og samme ende av varme-

i

veksleren,

fig. 7 viser et sideriss 'av innretningen i fig. 6, fig. 8 viser et snitt etter linjen 8-8 i fig. 7,

fig. 9-14 viser ulike trinn under oppviklingen av varmeveksleren.

En typisk oppviklet rørvarmeveksler med høy varme-overføringstetthet per volumenhet ér vist i fig. 1-4. Varmeveksleren er tilformet av et enkelt oppviklet rør som er lagt i en indre vikling med spirallignend.e vinninger om en felles akse og av en ytre vikling med lignende spiralvinninger som overlapper den indre vikling. Mellom indre og ytre vikling er det et overgangsparti i den ene enden, av varmeveksleren. Varmeveksleren kan fremstilles av et enkelt kontinuerlig

rør som vist i fig. 1, men man kan også benytte et dobbeltrør som vist i fig. 5. Dobbeltrøret kan utføres i samsvar- med det som angis i US patentskrift nr. 3 7,30 229 . Et særtrekk ved varmeveksleren ifølge oppfinnelsen 'er at såvel innløp som ut-løp (se fig. 1 og 3) kan anordnes ved den ene enden av varmeveksleren. Videre kan om så ønskes ■ innløp og utløp føres parallelt med hverandre i et felles plan for derved å gi lett ad-gang til varmeveksleren montert i et moderne kjølesystem.

Det viste utførelseseksempel kan fremstilles ved hjelp av en vikleinnretning med en<J>vikledor, som vist i fig. 6-8. Vikledoren er■forsynt med en vinningsgjenge som er tilpasset for opptak av røret og-som begynner ved en ende av doren og avsluttes ved den andre enden, hvor det er anordnet en viklingsreverseringsplate. Viklingsreverseringsplaten

■går over i og danner en forlengelse av vinningsgjengen på vikledoren. Viklingsreverseringsplaten har et første omløpende

parti som innbefatter en rampe som bevirker en radiell forskyvning av røret utenfor den radielle utstrekning av den indre vikling, og har videre et andre omløpende parti beregnet for aksial forskyving av røret over den siste vinn-ingen i den indre vikling.

Varmeveksleren kan under 'utnyttelse av vikleinnretningen fremstilles som vist nærmere i fig. 9-14. Varmeveksleren ifølge oppfinnelsen kan naturligvis fremstilles ved hjelp av andre vikleutstyr og ved hjelp av en fremgangsmåte som adskiller seg fra den som ;skal beskrives nærmere nedenfor.

I fig. 1-4 er det som ney-nt vist en varmeveksler ifølge oppfinnelsen, betegnet med henvisningtallet 100. Varmeveksleren 100 er tilformet av et kontinuerlig rør 102 som er viklet om en felles akse 104, slik det går frem'av fig. 2 og 4, slik at det dannes indre og ytre konsentriske- over-' lappende viklinger 10 6, 108 .

Den indre vikling 10 6 er oppbygget med flere vinninger med hovedsaklig samme radius (E>g en felles viklingsakse 104. Den ytre vikling 8 er likeldes oppbygget av flere vinninger med hovedsaklig samme radius, men vinningene i den ytre vikling er konsentriske om den indre vikling 10 6. Den ytre vikling 106 har samme akse 104 som den indre vikling 106,. men strekker seg i motsatt retning med hensyn på oppviklingen.

Som vist i fig. 3 er det mellom indre og ytre vikling 106, 108 et overgangsparti 110 ved den ene enden av varmeveksleren 100. Overgangspartiét 110 utgjøres av en del av den siste vinning i den indre vikling 106 og en del av den første vinning i den ytre vikling 108. Overgangspartiét 110 har et første krummet parti 112 som har økende krumningsradius, hvorved røret 10 2 forskyves radielt og litt utenfor den indre viklings 106 radiell utstrekning.''Overgangspariet har et andre krummet avsnitt 114 som medfører.'en forskyvning av røret 102 aksialt inn over den siste vinning i den indre vikling 106 slik at den ytre vikling 108 kan påbegynnes.

Som vist i fig. 1 og 3 har den ytre vikling 108

et rett innløpsavsnitt 116, og den 'indre vikling 106 har et rett utløpsavsnitt 118. Såvel innløp som utløp 116, 118

strekker seg tangensielt i fra de respektive viklinger 106, 108.og i hovedsaken parallelt med hverandre ved den bakre enden av varmeveksleren 100, og de strekker seg i et felles plan som går på tvers av aksen 104. Som vist munner innløp og utløp i det felles plan i hovedsaklig samme avstand fra aksen. Innløp og utløp 116, 118 kan ha andre forløp enn det parallelle. Nærmere om dette nedenfor i forbindelse med be-skrivelsen av fremstillingen av varmeveksleren 100.

Som vist i fig. 2 har den ytre vikling 108 høyre-vinninger med en stigningsvinkel 0^, mens, som. vist i fig. 4, vinningene i den indre vikling 106 er venstrevinninger med en motsatt stigningsvinkel 02• Stigningsvinklene 0^og 9-velges som regel små slik at man får en kompakt oppbygging av vinningene ibegge viklinger 106, 108, men velges tilstrekkelig store til at man kan få den ønskede sammenhengende og overlappende utførelse uten for stor deformering av røret 102 under viklingen.

Den relative størrelse av stigningsvinkelene 0^og 0 2 er i hovedsaken en funksjon av diameteren til indre og ytre vinkling 106, 108 og diameteren til røret 102. Som hoved-regel gjelder at små stigningsvinkler kan tillates ved bruk av en relativt stor viklingsdiameter, eller en relativ liten rørdiameter. I et typisk utførelseseksempel av varmeveksleren 100 velges stigningsvinklene 0.^, ©2innenfor området 4° - 20° og de gjøres i hovedsaken lik hverandre..

Varmeveksleren 100 gis et tilstrekkelig antall vinnger for tilveiebringelse av en kompakt varmeveksler med høy varmeoverføringstetthet, slik at man tilfredsstiller kravene til minimal størrelse og naturligvis kravene til varmevekslerens funksjon i et moderne kjølesystem.

Varmeveksleren 100 kan fremstilles av et enkelt

rør 102 som vist i fig. 1-4, men man kan også benytte et dobbeltrør 120 som vist i fig. 5. Bruken av et dobbeltrør 120 i varmeveksleren medfører øket varmeoverføringsareal med tilhørende høyere nyttevirkning. ' Dobbeltrøret 120 består av et indre korrugert rør 122 som er anordnet konsentrisk i et glatt ytterrør 124. Varme overføres mellom et

fluidum i det indre rør 122 og et fluidum i ringrommet 126 mellom det indre rør 122 og det ytre rør 124. Oppbyggingen av et slik konsentrisk dobbeltrør er beskrevet i det foran nevnte US patentskrift nr. 3 730 229.

Et endedeksel 128 er plassert over munningen 130 ved hver ende av ytterrøret 124, hvorved det 'på hensikts-messig måte tilveiebringes et innløp og et utløp for henholdsvis det indre rør 12 2 og ringrommet 126 . Det indre rør 122 strekker seg gjennom toppen 132 av endedekselet 128 og munner ut i en innløps/utløpsmunning 134. Et kort røravsnitt 136 strekker seg gjennom en sidevegg i endedekselet 128 og dj.nner et innløp/utløp 138 for ringrommet 126.

En vinkleinnretning 140 for fremstilling av varmeveksleren 100 er vist i fig..6, 7 og 8. Til hovedsaken består innretningen 140 av en fundamentplate 142 med .en opprag-ende ramme eller brakett 14 4 hvori en horisontal bæreaksel 146 er dreibart montert ved hjelp av egnede, ikke-viste lagre. En vikledor 148 er festet til akselen 146 og kan settes i rotasjon om den sentrale akse 150 ved hjelp av en egnet, ikke-vist drivanordning, eksempelvis en elektromotor. Vikledoren 148 er beregnet for rotasjon i begge retninger, altså i ret-ningen 152 eller 154. Vikledoren har en vinningsgjenge 178 som går ut i fra dorens ene ende og avsluttes ved en viklingsreverseringsplate 180 ved den andre enden, nær brakettene 144.

Som det går frem av fig. 7 har vikledoren 148 en venstregjenge 178 som begynner ved endeflaten 158 og avsluttes ved viklingsreverseringsplaten 180 ved den andre enden. Gjengen 178 er utformet med en bunn 184 og flanker 186, idet bunn og flanker er utført for opptak og delvis omgiving av røret 10 2. Derved får man sidestøtte for røret 10 2 under viklingen, slik at røret 102 hindres i.flatlegging. Stigningsvinkelen til den indre vikling 106 bestemmes av stigningsvinkelen til gjengen 178. I et typisk utførelses-eksempel omslutter gjengens bunn 184 og flanker 186 røret 102 litt over rørets senterakse.

Viklingsreverseringsplaten 180 er utformet som

en sirkulær kileformet skive 188. Skiven 188 har en omløp-ende, plan kileflate 190 med en koaksial, radielt utragende'

rampe 19 2 med varierende bredde. Utførelsen av platen 180 vil best gå frem under henvisning til fig. 9 og 11. Platen 180 er i hovedsaken delt opp i to kontinuerlige over 180° forløpende partier ABC og CDA. Det første omløpende parti ABC er vist i fig. 9. Bunnen 184 og flanken 186 i den siste gjengevinning på den bakre del av viklingsdoren 148 går radielt over i rampen 19 2. Rampen 19 2 i det første parti ABC er utformet med jevn bredde tilpasset diameteren til røret 102.

Rampen 192 begrenses på høyre side- av kileflaten 190 som danner en støttevegg for røret 102. Rampen 192

og kileflaten 19.0 i. det første omløpende parti ABC danner en pseudo-gjenge for røret 10 2, med en stigningsvinkel i hovedsaken lik stigningsvinkelen 9 2 f°r den indre vikling 106. Rampen 192 begynner med en diameter som er lik innerdiameteren til den indre vikling 102 ved A. Rampen 19 2 strekker seg gradvis radielt utover i fra den sentrale akse 150 under sitt forløp gjennom det første omløpende parti ABC, helt til diameteren til rampen 19 2 er litt større enn innerdiameteren til den ytre vikling 108 ved C.

Det andre omløpende parti CDA av viklingsreverseringsplaten 180 er vist i fig. 11. Rampen 192 er i dette andre parti CDA utformet slik at den har en radielt utragende stilling i forhold til aksen 150, litt større enn innerdiameteren til den ytre vikling 108. Rampen 19 2 avtar gradvis

i bredde fra.utgangsbredden i samsvar med diameteren til røret 10 2 ved C, helt til rampebredden blir borte ved overgangen til kileflatene 19 0 ved A. Rampen 19 2 i det andre omløpende parti CDA begrenses likeledes på sin høyre side av kileflaten 19 0,

som danner en støttevegg for røret 102. Ram<p>en 19 2 og kileflaten 19 0 danner i det andre parti CDA en pseudo-gjenge for røretl0 2,med en stigningsvinkel som i hovedsaken er lik stigningsvinkelen 8^ i den ytre vikling 108.

En klemme 156 er montert på den fremre flaten 158 på doren 148. Klemmen 156 har en krok 160 beregnet for sam-virke med rørets 10 2 frie ende 16 2, for derved å feste denne frie enden til doren 148 under viklingen. Braketten 144 bærer en liten brakett 164 i form av et tilbøyet stangelement 166 med en aksel 168. På akselen 168 er det glidbart montert en rulle 1.70 med sideflanker 172. Denne rullen kan således bevege seg parallelt med senteraksen 150 og .tjener til under-støttelse av røret 102 under oppviklingen på doren 148.

På den øvre del av braketten 144 er det dessuten festet en skala 174 som strekker seg delvis rundt doromkretsen. Skalaen 174 har flere markeringer 176 som benyttes under fremstillingen av varmeveksleren 100 i den hensikt å bestemme de nøyaktige stillinger av innløp og utløp 116, 118 i forhold til hverandre.

Innretningens 140 virkemåte skal beskrives nærmere nedenfor idet det skal gis en beskrivelse av den fremgangsmåte som benyttes for fremstilling av en varmeveksler.100 under utnyttelse av innretningen 140. Som vist i fig. 6 plasseres et rør 102 slik at det hviler på rullen 170, og rørets frie ende 172 festes så til doren 140-i begynnelsen av vinningsgjengen ved hjelp av kroken 160 på klemmen 156. Rørets frie ende 16 2 strekker seg langt nok forbi klemmen 156 til at denne rørenden kan danne den indre viklings 106 utløpsparti 118. Utgangsstillingen for doren 148 bestemmes i forhold til skalamarkeringene 176. Den nøyaktige stilling av innløp og utløp 116, 118 i forhold til hverandre kan bestemmes, ved at man avslutter viklingen når doren 148 befinner seg i riktig stilling i forhold til markeringen 176 på skalaen 174.

I fig. 9-14 er enkelte trinn under viklingen av røret 102 på doren 148 vist. I fig. 9 vises hvordan røret 102 vikles rundt den sentrale akse 150, i retning av pilen 19 4. Viklingsdoren 148 roteres kontinuerlig og røret 10 2 vikles opp i gjengen 178 slik at det dannes i dette tilfelle to vinninger med lik radius og med en stigningsvinkel 02• Røret 102 befinner seg ved begynnelsen av viklingsreverseringsplaten 180, der hvor gjengen på doren 148 går over i rampen 192 i det tidligere omtalte første omløpende- parti

ABC.

Varmevekslerens overgangsparti 110 fremstilles ved hjelp av viklingsreverseringsplaten 180 ved at man fortsetter rotasjonsbevegelsen av doren 148 over en vinkel på 360°, som vist i fig. 10-13. Som vist i fig. 10 vil rampen 192 i det første omløpende parti ABC gradvis øke krumningsradiusen til røret 102 i forhold til den siste vinning 196 i den fremstilte indre vikling 106. Som vist i fig. 11 vil rotasjonsbevegelsen av viklingsreverseringsplaten 180 gjennom de første 180° på en kontinuerlig og gradvis måte bevirke en forskyvning utover av røret 102, i fra senteraksen. 150 og helt til røret 102 er presset så langt utover at det ligger litt utenfor den plan-lagte innerdiameter i den ytre vikling 108 ved C. Dette gjøres for å hindre en eventuell, binding mellom indre og ytre vikling. Samvirket mellom røret 102 og platen 180 i partiet ABC bevirker en tilforming av overgangspartiets 110 første krummede avsnitt 112 med en stigningsvinkel hovedsaklig lik stigningsvinkelen ©2 i den indre vikling 106.

Overgangspartiets andre krummede avsnitt 114 fremstilles under påvirkning av det andre omløpende parti CDA av viklingsreverseringsplaten 180 ved den fortsatte dreiebe-vegelse av platen 180 de neste 180°, som vist i fig. 11-13.

I fig. 11 befinner røret 10 2 seg ved punktet C, som svarer til starten av det andre parti CDA på platen 180. Som nevnt foran danner rampen 192 og kileflaten 190 en pseudogjenge for røret 102, med en stigningsvinkel hovedsaklig lik stigningsvinkelen 0^ i den ytre vikling 108.

Som vist i fig. 12 og 13 fremstilles overgangspartiets 110 andre krummede avsnitt 114 ved dreiingen av doren 148 i retning av pilen 19 4 over et andre vinkelområde på 18.0°. Under påvirkning av partiet CDA under denne dreiebevegelsen av doren 148 endres rørets 102 stigningsvinkel fra 02til 0^. Den kombinerte virkning av rampens 192 avtagende bredde i det andre parti CDA og endringen av stigningsvinkelen 02til 0^bevirker en progressiv aksial forskyvning av røret 102 over den siste vinning 196 i den indre vikling 106, slik det er vist i fig. 12 og 13. Røret 102 vil nå danne den første vinning i den ytre vikling, med en stigningsvinkel 0^.

Som vist i fig. 14 tilveiebringes den ytre vikling 108 ved fortsatt rotering av doren 148 i retning av pilen 19 4. Under denne dreiebevegelsen av doren 148 vikles røret 102 rundt den indre vikling 106 i form av flere vinninger med lik radius konsentrisk om den indre vikling 106. Viklingen avsluttes når dorens vinkelstilling er riktig i forhold til en valgt markering 166 på skalaen 174, slik at man oppnår at inn-løp og utløp 116, 118 dannes på de ønskede stedet. Den ferdige varmeveksler 100 fjernes så fra viklingsdoren 148 ved å dreie doren i frigjøringsretningen 154 som vist i fig. 6, samtidig som man hindrer varmeveksleren 10.0 i å rotere.

Rampen 19 2 på viklingsreverseringsplaten 180 er med

hensyn til det første omløpende parti ABC foran beskrevet derhen at den gradvist trekker seg radielt utover helt til rampens diameter er litt større enn innerdiameteren for den ytre vikling 108. Rampens 192 radieltforskjøvne parti kan omskrive en større eller mindre del av viklingsreverseringsplaten 180 enn 180°. Dersom dette partiet av rampen 19 2 strekker seg over mer enn 180° vil således det omløpende parti ABC gi en mer gradvis radiell bøying av overgangspartiets 110 første krummede avsnitt 112, slik at man letter aytagingen av varmeveksleren 10 0 fra viklingsdoren 148.

Det andre omløpende parti CDA av platen 180 er foran beskrevet derhen at det bevirker en progressiv aksial forskyvning av røret 10 2 over den siste vinning 19 6 i den indre vikling 106, slik det er vist i fig. 12 og 13. Dette andre omløpende parti CDA av platen 180 kan også omskrive mer eller mindre enn 180° av platen. En endring av dette andre partis CDA utstrekning krever bare at man ikke får interferens med den siste vinning 196 i den indre vikling 106 ved den aksi-elle, forskyvning av røet 102 over denne siste vinning 196 under påvirkning av partiet CDA. Ved den aksiale forskyvning av røret 102 over den indre vikling 106 når overgangspartiét 110 er forskjøvet radielt utover litt mer enn svarende til ytterdiameteren av den indre viklingen 106 vil den ytre vikling 108 kunne fremstilles uten at det utøves uttilatelige trykk-krefter på den indre vikling 106. Slike trykk-krefter vil ellers kunne bevirke flatlegging av den indre vikling 106 såvel som hindre fjerningen av varmeveksleren 100 fra doren 148 etter ferdig vikling av varmeveksleren.

Med viklingsinnretningen kan man således fremstille en dobbeltviklet varmeveksler som har kompakt form samtidig som den har en høy varmeoverføringstetthet uttrykt i kcal/time/ overflateareal. Varmeoverføringskapasiteten til varmeveksleren kan økes ytterligere dersom man vikler nok et lag konsentrisk rundt den ytre vikling 108. Dette betyr bare en minimal øking av totaldimensjonene. En slik ekstra vikling kan man oppnå

ved at man på den fremre endeflaten 158 på doren 148, etter

at den indre vikling 106 er påbegynt, fester en ekstra viklingsreverseringsplate av samme type som beskrevet foran. Viklingsreverseringsplaten strekker seg radielt utenfor den ytre vikling 108 og litt lenger ut enn ytterdiameteren til den ytre vikling 108 og bevirker en aksial forskyvning av røret 102 inn over den ytre vikling 108 for dannelse av en konsentrisk tredje vikling ved fortsatt rotasjon av doren 148.

Dimensjoneringen av viklingsdoren 148 bestemmes

ut i fra flere faktorer. En faktor er eksempelvis den minste bøyeradius for røret 102. Denne bør vanligvis være større enn et multiplum av røret 102 diameter, for å unngå skader på røret, eksempelvis rørvridninger og sprekker. Et annet forhold er at når viklingens diameter gjøres mindre vil det være en tilsvarende reduksjon i lengden av varmeveksleren 100 som kan tilformes med utgangspunkt i en bestemt rørlengde for et spesifisert antall vinninger. I en utførelse har viklingsdoren 148 en vinningsdiameter på ca. 25 cm med en forutsatt utvendig rørdiameter på rundt 4 cm.

I hvilken grad gjengens flanker 186 skal gripe om røret 102 vil være en funksjon av den positive sidestøtte som er nødvendig for å hindre en flatlegging av røret 102.

Ved et rør med en ytterdiameter på rundt 4 cm vil det vanligvis være tilstrekkelig at flankene strekker seg ca.

1,5 mm eller litt mer over rørets senterlinje. Når vinnings-diameteren og sidestøtten er valgt etter disse kriterier, som bare er ment som eksempler, så vil man kunne vikle opp den indre vikling 106 med tilstrekkelig stor bøyeradius til å hindre uønsket vridning eller flatlegging av røret. Viklingsdoren 148 kan fremstilles av stål i en numerisk styrt verk-tøymaskin, eller man kan benytte samstøpt aluminium, med

tre modell og egnet sandform.

Med innretningen ifølge oppfinnelsen kan man fremstille en varmeveksler med to eller flere viklinger med utgangspunkt i et tynnvegget rør, eksempelvis med en veggtykkelse på. 0,13 cm, men man kan også benytte et tyggvegget rør, eksempelvis med veggtykkelse fra 0,16 - 0,28 cm. I et moderne kjølesystem vil en typisk diameter for et rør 102 som benyttes i en varmeveksler 100 være ca. 3,8 cm, men man kan her naturligvis ha avvik uten at dette umuliggjør bruk av innretningen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Når det gjelder dobbeltrør (fig. 5) så kan fordel-aktig det ytre rør 124 være fremstilt av karbonstål som er fullt utglødet og lekkasjetestet med-hensyn til sprekker og feilsveiser. Den beskrevne viklingsdor 148 er vist med en hovedsaklig sylindrisk form med jevn diameter, men man kan naturligvis også benytte andre utforminger, alt avhengig av den ønskede form som varmeveksleren skal ha. Således kan man eksempelvis gi indre og ytre vikling konisk form, altså med avtagende diameter for viklingen. Med annerledes ut-formede viklingsdorer kan det imidlertid være nødvendig å benytte en delt dor for å kunne frigjøre den ferdige viklede varmeveksler fra doren.

Med en varmeveksler ifølge oppfinnelsen oppnås en stor varmeutvekslingskapasitet pr. flatenhet. Varmeveksleren fremstilles av et varmevekslerrør som er bøyet til viklet form, idet varmeveksleren har eri indre vikling med flere like vinninger og en ytre vikling som også består av like vinninger, lagt relativt tett rundt den indre vikling. Mellom indre og ytre vikling er det et overgangsparti som med utgangspunkt i enden av den indre vikling strekker seg radielt utover i forhold til den indre vikling og aksialt'inn over den indre vikling for påbegynnelse av den ytre vikling.

Varmeveksleren kan ha minst et par viklinger, .

den ene utenpå den andre, men som foran nevnt kan man. naturligvis ha mer enn to viklinger.

Med oppfinnelsen er det tilveiebragt en innretning og en fremgangsmåte som muliggjør en enkel fremstilling av en viklet varmeveksler med liten mekanisk påvirkning av det anvendte rør, slik at man i løpet av en kortere tid enn hittil vanlig kan oppnå en varmeveksler med mer jevn kvalitet, eksempelvis i form av en mer lik diameter for det tilbøyede rør.

Claims (22)

1. Varmeveksler bestående av et oppviklet rør med et innløp og et utløp, karakterisert ved en indre vikling (106) bestående av flere vinninger om en felles akse (104), og ved en ytre vikling (108) bestående av flere vinnger som er lagt konsentrisk bm den indre vikling langs den nevnte akse, idet det i den ene viklingsenden er utformet et overgangsparti (110) mellom indre og ytre vikling, hvilket overgangsparti innbefatter et første krummet avsnitt . (-112) med økende krumningsradius hvorved røret forskyves radielt utover i forhold til den indre vikling, og et andre krummet avnitt (114) hvorved røret forskyves aksialt inn over den indre vikling for tilforming av den ytre vikling.

2. Varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at de nevnte innløp og.utløp (116,'118) hver innbefatter et rett parti av røret (102) og begge strekker seg tangensielt i fra henholdsvis indre og ytre vikling ved en og samme ende av viklingslegemet og ender i et felles plan i hovedsaken på tvers av den nevnte akse (10 4).

3.. Varmeveksler ifølge krav 2, karakterisert ved at innløp og utløp (116, 118) strekker seg i hovedsaken innbyrdes parallelt i det nevnte felles plan.

4. Varmeveksler ifølge krav 2, k- arak teris-' ert ved at innløp og utløp (116, 118) strekker seg i andre innbyrdes forhold enn det parallelle i det nevnte felles plan.

5. Varmeveksler ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at overgangspartiét (110) danner en del av den siste vinning i den indre vikling (106) og en del av den første vinning i den ytre vikling (108) .

6. Varmeveksler ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at vinningene i den indre vikling (106) begynner ved innløpet (116) og innbefatter flere mot hverandre anliggende og i hovedsaken like vinninger rundt den nevnte felles akse i retning mot varmevekslerens andre ende, og ved at vinningene i den ytre vikling (108) innbefatter filere mot hverandre anliggende og i hovedsaken like vinnger som er lagt konsentrisk rundt den indre vikling i retning mot innløpsenden.

7. Varmeveksler ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den indre vikling (106) har en stigning 9^ i en retning og at den ytre vikling

(108) har en stigning 8^ i motsatt retning.

8. Varmeveksler ifølge krav 7, karakterisert ved at overgangspartiét (110) endrer stigning i fra en stigning svarende til stigningen i det indre vikling og til en stigning som svarer til stigningen i den ytre vikling.

9. Varmeveksler ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at de nevnte første og andre stigninger eller stigningsvinkler er i hovedsaken like.

10. Varmeveksler ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at innløp og utløp (116, 118) i hovedsaken er anordnet i et felles plan ved en ende av varmeveksleren, at den indre vikling begynner i dette nevnte felles plan, og at den ytre vikling strekker seg frem tildette felles plan.

11. Fremgangsmåte ved tilføring av et rør til en oppviklet varmeveksler, karakterisert ved at en ende av røret fastgjøres i en viklingsutgangsstilling, at røret vikles opp om en akse for dannelse av en indre vikling hvis vinninger strekker seg i en retning vekk fra ut-gangspunktet, ved at et overgangsparti av røret bøyes radielt utover forbi den radielle utstrekning av den indre■vikling og aksialt mot den nevnte utgangsstilling, og ved.at røret vikles rundt den indre vikling for dannelse av en konsentrisk ytre vikling hvis vinninger strekker seg i motsatt retning mot det nevnte utgangspunkt.

12. Fremgangsmåteifølge krav 11, karakterisert ved at oppviklingen av røret avsluttes når rørets andre ende ligger i hovedsaklig samme plan. som rørets nevnte ene ende, for derved å anbringe innløp og utløp for varmeveksleren i samme plan og ved samme ende av varmeveksleren .

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at røret vikles til en indre og ytre vikling med i hovedsaken lik, men motsatt stigning.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at viklingen av overgangspartiét skjer ved en endring av stigningen i fra en stigning svarende til stigningen i den indre vikling og til en stigning svarende til stigningen i den ytre vikling.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 11, 12, 13 eller 14, karakterisert ved at innløp og utløp dannes av rette rørpartier.

16. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 11-15, karakterisert ved at en ende av røret monter-, es på den ene aksiale enden av en gjenget, roterbar dor hvis vinningsgjenge har en bunn tilpasset for opptak av.røret ved den nevnte ene aksiale ende, med en i det minste delvis om-gripende støtte for røret, ved at doren dreies i en retning for derved å vikle opp røret i vinningsgjengen på doren for tilveiebringelse av vinningene i den nevnte indre vikling, ved doren etter ferdigviklingen av den indre vikingen roteres videre i den nevnte ene retning samtidig som røret kilefor-skyves radielt utover og deretter aksialt mot den nevnte ene aksiale ende av doren for derved å påbegynne den første vinning i den nevnte ytre vikling, og at doren fortsatt roteres i den nevnte ene retning for derved å bøye røret og forme til den nevnte ytre vikling.

17. Innretning for tilforming av et rør til en med flere viklinger utført varmeveksler, karakterisert ved at en viklingsdor (148) er montert på et fundament (142 for dreiebevegeIse om en akse (150) og er forsynt med en gjenge (178) for opptak av røret, hvilken gjenge begynner ved den ene enden av doren og avsluttes ved den andre enden, idet det ved denne nevnte andre ende av doren er anordnet en viklingsreverseringsanordning (180) som går over i og danner en fortsettelse av den nevnte gjenge, hvilken viklingsreverseringsanordning innbefatter et første parti ABC som skrur seg utover til en radiell stilling utenfor gjengen ved den nevnte andre ende og et andre parti CDA som strekker seg aksialt mot den nevnte ene ende av doren, samt en anordning (146) for rotering av doren om den nevnte akse (150) .

18. Innretning ifølge krav 17, karakterisert ved at viklingsreverseringsanordningen innbefatter et sirkulært skiveelement (188) om den nevnte akse og med en plan kileflate (190) med en koaksial, radielt forløpende rampe (19 2) med varierende bredde.

19. Innretning ifølge krav 18, karakterisert ved at viklingsreverseringsanprdningens første parti danner en pseudo-gjenge for røret med en stigningsvinkel 02 i hovedsaken lik stigningsvinkelen for gjgengen, og ved at det nevnte andre parti danner en pseudo-gjenge for røret med en motsatt stigningsvinkel 0-^ .

20. Innretning ifølge krav 19, karakterisert ved at rampen (192) innenfor det nevnte første parti går kontinuerlig og gradvis radielt utover i fra aksen, og ved at rampen innenfor det nevnte andre parti avtar gradvis i bredde.

21. Innretning ifølge et av kravene 17-20, karakterisert ved at en klemme (156) er anordnet ved en ende av doren (148) for fastholding av en ende av røret, og ved at en regulerbar anordning (164) er anordnet for støtte av røret under dets oppvikling på doren.

22. Innretning ifølge et av kravene 17-21, karakterisert ved at det nevnte første parti har jevn bredde, og at det nevnte andre parti har grdvis avtagende bredde.