SE457288B

SE457288B - HEAT EXCHANGER WITH A SCREW RUBBER SHIFTLY ORGANIZED BY A THREAD EXISTING SCREW SPRING BODY

Info

Publication number: SE457288B
Application number: SE7803595A
Authority: SE
Inventors: F Roffelsen
Original assignee: Spiro Research Bv
Priority date: 1977-04-01
Filing date: 1978-03-30
Publication date: 1988-12-12
Also published as: DE2714617C2; JPS53128050A; AT355064B; CH635420A5; YU75978A; FR2386006A1; NO145391B; DE2714617A1; NL7803013A; JPS6127678B2; NO145391C; GB1579516A; ATA204478A; IT1101855B; NL180782B; FR2386006B1; NL180782C; IT7848679A0; NO781123L; SE7803595L

Description

457 288 liga yta, utsatt för det värmande eller kylande mediet, av mycket tunn tråd bestående slingorna åtminstone i sina förbi skyddstrå- den skjutande områden mycket ömtåliga mot yttre inflytande redan vid tillverkningen men isynnerhet vid lagring, transport samt vid inbyggnad av sådana värmeväxlare på platsen för användningen. 457 288 surface, exposed to the heating or cooling medium, of very thin wire consisting of loops at least in their areas pushing past the protective wires very sensitive to external influences already during manufacture but especially during storage, transport and when installing such heat exchangers on site for use.

Detta gäller isynnerhet då skyddstràden endast är inlagd med rin- ga förspänning i den av slingorna bildade rännan men icke är fäst vid slingorna. Detta har som följd att redan vid smärre förskjut- ningar eller deformationer av en relativt ringa del av trâdslingor- na dessa förlorar sin förspänning och friktionsgreppet om tråden och därefter icke kan fylla den tilltänkta uppgiften.This applies in particular when the protective wire is only inserted with small prestress in the groove formed by the loops but is not attached to the loops. This has the consequence that even in the case of minor displacements or deformations of a relatively small part of the wire loops, these lose their prestress and the frictional grip on the wire and can then not fulfill the intended task.

Ytterligare en, tungt vägande nackdel hos de kända värmeväxlarna jämfört med andra, kända växlare med bredvid varandra liggande tråd- slingor och tätt bakom varandra på bärarröret motliggande tråd- vindlingar består däri, att på grund av slingornas ingripande i var- andra endast hälften av trådslingorna får plats på bärarrörets om- krets. Den härav orsakade förlusten i växlaryta är icke tillnärmel- sevis möjlig att utjämna medelst den på grund av de i varandra in- gripande slingorna uppnåeliga ökningen av det på en given längd av bärarrör anbringbara antalet slingor. I Slutligen är även den, uppenbarligen för möjliggörande av ett en- kelt, fortlöpande böjningsförlopp, valda triangulära formen på slingorna av nackdel för värmeutbytet, då dessa slingor vänder en utåt allt mindre yta mot det medium som skall termiskt påverkas, och temperaturskillnaden mellan denna yta och det omgivande mediet med tilltagande avstånd från bärarröret ständigt blir mindre, me- dan flödet av det medium som termiskt skall pâverkas ständigt blir större.A further, major disadvantage of the known heat exchangers compared with other known exchangers with adjacent wire loops and wire windings lying close behind each other on the carrier tube consists in the fact that due to the engagement of the loops in each other only half of the wire loops fits on the perimeter of the carrier tube. The consequent loss in the exchange surface is not nearly possible to compensate for by means of the increase in the number of loops which can be applied to a given length of carrier tubes due to the interlocking loops. Finally, apparently for the purpose of enabling a simple, continuous bending process, the triangular shape of the loops is also disadvantageous for the heat exchange, as these loops face an outwardly smaller surface towards the medium to be thermally affected, and the temperature difference between this surface and the surrounding medium with increasing distance from the carrier tube becomes constantly smaller, while the flow of the medium to be thermally affected becomes constantly larger.

Uppfinningen har härvid som syfte att vid en värmeväxlare av känt slag å ena sidan avsevärt förstora den verksamma trådytan, att ut- forma temperaturförloppet i slingan lämpligare och a andra sidan att fästa trâdslingan så, att slingorna vid tillverkning, lagring, trans- *fr 457 288 port och installation liksom vid användning uthärdar oundvikliga belastningar.The object of the invention is in this case to considerably enlarge the active wire surface in the case of a heat exchanger of a known type, on the one hand to make the temperature course in the loop more suitable and on the other hand to fasten the wire loop so that the loops during manufacture, storage, transport 288 port and installation as well as in use withstand unavoidable loads.

Syftet nås enligt uppfinningen därigenom att varje trådslinga längst ut från bärarröret har ett rakt, med bärarröret parallellt topp- parti, varvid toppartierna är belägna på en med bärarröret koncent- risk cylinderyta, att tràdslingorna i tvâ närbelägna varv av den skruvfjäderliknande kroppen parvis är i kontakt med varandra vid toppartierna, och att stödtråden på trådslingornas utsida löper mellan sådana kontaktställen och där är förenad med båda tràdslin- gorna.The object is achieved according to the invention in that each wire loop at the farthest from the carrier tube has a straight top portion, with the carrier tube parallel, the top portions being located on a cylindrical cylinder surface concentric with the carrier tube, that the wire loops in two adjacent turns of the coil spring-like body are in contact with each other at the top portions, and that the support wire on the outside of the wire loops runs between such contact points and there is connected to both wire loops.

Härigenom erhålls med samma storlek på bärarröret en väsentligt ökad storlek på värmeväxlingsytan, samtidigt som en mot yttre åver- kan väsentligt tåligare konstruktion erhålls.As a result, with the same size of the carrier pipe, a significantly increased size of the heat exchange surface is obtained, at the same time as a construction which is significantly more durable against external damage.

Trådslingorna kan ha formen av rektanglar eller eventuellt likben- ta trianglar eller trapetser, där basen är belägen längst från bärarröret.The wire loops can be in the form of rectangles or possibly isosceles triangles or trapezoids, where the base is located furthest from the carrier tube.

Stödtråden kan ligga radiellt utanpå de raka toppartierna, men kan även med ungefär sitt eget tvärmått ligga försänkt i en mellan snedställda ytterhörn på trådslingorna bildad ränna.The support wire can lie radially on top of the straight top portions, but can also be recessed with approximately its own transverse dimension in a channel formed between inclined outer corners of the wire loops.

Medan lindning av slingor med rektangulära eller endast föga av- smalnande trapetsform kräver en hjälpanordning för den efterföljan- de, axiala inskjutningen av bredvid varandra lindade slingor eller slingdelar, låter sig slingor med utåt bredare, trapetsformiga el- ler med - lämpligen något avtrubbade - spetsar mot bärarröret vi- lande, triangulära slingor anbringas utan en sådan hjälpanordning i det slutliga läget på bärarröret.While winding loops with a rectangular or only slightly tapered trapezoidal shape requires an auxiliary device for the subsequent, axial insertion of loops or loop parts wound next to each other, loops with outwardly wider, trapezoidal or with - preferably slightly blunted - tips can be allowed. resting on the support tube, triangular loops are applied without such an auxiliary device in the final position on the support tube.

Slingor med här ovan nämnda slingformer uppvisar i övrigt ett gynn- sammare temperaturförlopp såtillvida, att med utåt avtagande tempe- raturskillnad mot det medium som termiskt skall påverkas, den ex- ponerade ytan förstoras.Loops with the above-mentioned loop shapes otherwise show a more favorable temperature course to the extent that with an outwardly decreasing temperature difference with the medium to be thermally affected, the exposed surface is enlarged.

Uppfinningen beskrivs i det följande medelst några utföringsexem- pel av värmeväxlaren enligt uppfinningen med hänvisning till bifo- 457 288 gade ritning, i vilken fig. 1 visar ett tvärsnitt genom en värme- växlare, fig. 2 visar ett längdsnitt genom en del av en värmeväx- lare med långsträckta, rektangulära trådslingor, fig. 3 visar en variant av växlardelen enligt fig. 2, fig. 4 visar ett längdsnitt genom en del av en värmeväxlare med triangulära, utåt vidgande trådslingor och fig. 5 visar en vy uppifrån av en del av en avlin- dad omkretsyta för något av utföringsexemplen enligt fig. 2, 3 el- ler 4.The invention is described in the following by means of some embodiments of the heat exchanger according to the invention with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a cross section through a heat exchanger, Fig. 2 shows a longitudinal section through a part of a heat exchanger Figs. 3 show a variant of the heat exchanger part according to Fig. 2, Fig. 4 shows a longitudinal section through a part of a heat exchanger with triangular, outwardly expanding wire loops and Fig. 5 shows a top view of a part of a drained circumferential surface for any of the embodiments according to Figs. 2, 3 or 4.

Värmeväxlaren består huvudsakligen av ett ledningsrör 1 för en flyt- bar värmebärare, vars temperatur är under eller över temperaturen hos det medium som omger värmeväxlaren och termiskt skall påverkas, en på röret såsom bärare skruvlinjeformigt upplindad skruvfjäder- liknande kropp 2 och en kring denna kropps omkrets lindad förstyv~ nings- eller stödtråd 3.The heat exchanger consists mainly of a conduit 1 for a portable heat carrier, the temperature of which is below or above the temperature of the medium surrounding the heat exchanger and is to be thermally affected, a helically wound helical-like body 2 wound on the tube as a carrier and a circumference around this body wrapped stiffening or support wire 3.

Samtliga trâdslingor i kroppen är fästa mot bärarröret 1 på känt sätt genom lödning eller svetsning, så att för värmegenomgången från rörväggen mot trådslingan bildas ett metalliskt tvärsnitt, vilket åtminstone motsvarar slingtrådens dubbla tvärsnitt. Även stödtrâ~ den 3 är fast förbunden med envar av stödtråden korsad trâdslinga, vilket mera avser hâllfastheten än förbindningens värmeledningsför- måga.All wire loops in the body are attached to the carrier tube 1 in a known manner by soldering or welding, so that for the heat transfer from the pipe wall to the wire loop a metallic cross-section is formed, which at least corresponds to the double cross-section of the loop wire. The support wire 3 is also fixedly connected to each wire loop crossed by the support wire, which refers more to the strength than the thermal conductivity of the connection.

Som framgår av fig. 1 ligger trådslingorna an mot_bärarrörets 1 vägg med inbördes avstånd, vilka motsvarar minst tråddiametern. Detta möjliggör under kontinuerlig pålindning av slingorna, att mellan trådslingorna i en redan anbragt skruvslinga kan axialt inskjutas trådslingorna för den angränsande skruvslingan. Härtill tjänar en hjälpanordning, vilken som sådan icke är uppfinningsföremålet. På detta sätt bildas en i fig. 2 och 3 åskâdliggjord anordning av tråd- slingor 2a, 2a' på bärarröret 1. Därvid ingriper av i stort sett långsträckta, fyrhörniga trâdslingor 2a resp. 2a' bestående, närbe- lägna skruvslingor med omkring en tredjedel av sin axiala bredd i varandra. De i omkretsriktningen bredvid varandra liggande delarna av trådslingorna i angränsande skruvslingor är medelst en kring den yttre slingomkretsen lagd och mot alla trådslingor fäst stödtråd 3 säkrade i det givna läget mot tangentiala och axiala förskjut- ningar. 457 288 Tràdslingornas yttre del bildar tillsammans med stödtråden ett stabilt, rörformigt gitter, av vilket ett avsnitt i utbredd form visas i fig. 5.As can be seen from Fig. 1, the wire loops abut against the wall of the carrier tube 1 with mutual distances which correspond at least to the wire diameter. This enables, during continuous winding of the loops, that the wire loops of the adjacent screw loop can be axially inserted between the wire loops in an already arranged screw loop. An auxiliary device is used for this, which as such is not the object of the invention. In this way a device of wire loops 2a, 2a 'illustrated in Figs. 2 and 3 is formed on the carrier tube 1. Thereby, substantially elongate, quadrangular wire loops 2a and 3, respectively, engage. 2a ', adjacent screw loops with about one third of their axial width in each other. The parts of the wire loops in adjacent circumferential direction in adjacent screw loops are secured by means of a support wire 3 laid around the outer loop circumference and attached to all wire loops in the given position against tangential and axial displacements. 457 288 The outer part of the wire loops together with the support wire forms a stable, tubular grid, a section of which is shown in widespread form in Fig. 5.

Vid utföringsformen enligt fig. 2 ligger därvid stödtråden 3 an mot trådslingornas yttre del, medan vid utföringsformen enligt fig. 3 stödtràden 3 ligger försänkt med sitt tvärmått i en skruvformig rän- na, vilken bildas av de snedställda yttre hörnen i trâdslingorna 28' 1 angränsande skruvslingor. vid utföringsformen enligt fig. 4 består daxskruvfjäderliknande krop- pen av likbenta, spetsvinkliga trehörniga trådslingor 2a", vilka an- ligger med sina avrundade eller lätt avtrubbade spetsar mot bärarrö- ret 1 och endast med ytterdelen skjuter ut mellan trådslingorna i en intilliggande skruvslinga. Sådana slingor, vilka endast ingriper i varandra vid den yttre omkretsen, är anbringbara mot bärarröret i det visade läget vid pàlindning, utan att detta kräver någon axial 'förskjutning av de hopade slingorna. En sidovy av denna medelst en stödtråd 3 fästad trâdslinga visas i fig. 5.In the embodiment according to Fig. 2 the support wire 3 abuts against the outer part of the wire loops, while in the embodiment according to Fig. 3 the support wire 3 is recessed with its transverse dimension in a helical groove, which is formed by the inclined outer corners in the wire loops 28 '1 adjacent screw loops. in the embodiment according to Fig. 4, the dachshund spring-like body consists of isosceles, pointed-angled triangular wire loops 2a ", which abut with their rounded or slightly blunted tips against the carrier tube 1 and only with the outer part protrude between the wire loops in an adjacent helical loop. loops which engage only at the outer periphery are attachable to the carrier tube in the position shown during winding, without this requiring any axial displacement of the piled loops.A side view of this by means of a support wire 3 attached wire loop is shown in fig. 5.

Som redan inledningsvis påpekats är uppfinningen icke begränsad till de i figurerna visade formerna på trådslingorna.As already pointed out at the outset, the invention is not limited to the shapes of the wire loops shown in the figures.

Claims

457 288 6 Patent claims

1. 1. Heat exchangers, having a helical spring-like body (2) arranged on a carrier tube (1), having a threaded body (2), the wire loops (Za, 2a ', 2a ") having a greater extent in the radial joint of the carrier tube than in the axial axis of the carrier tube and wherein adjacent turns of the coil spring-like body partially reach into each other in the axial joint of the carrier tube so that their wire loops (2a. 2a ', 2a ") partially overlap each other. and as a support for its wire loops has a support wire running at a distance around the carrier tube, with the same pitch as the turns of the helical spring-like body. characterized in that each wire loop (2a. 2a ', 2a ") at the far end of the carrier tube (1) has a straight top part parallel to the carrier tube, the top portions being located on a cylindrical cylinder surface concentric with the carrier tube, that the wire loops (Za. 2a ', 2a ") in two adjacent turns of the coil spring-like body are in paired contact with each other at the top portions. and that the support wire (3) on the outside of the wire loops runs between such contact points and there is connected to both wire loops. '

Heat exchanger according to claim 1) characterized in that the wire loops (Za) have the shape of rectangles.

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the wire loops are in the form of isosceles triangles (2a ") or trapezoids, where the base is located furthest from the carrier tube (1).

Heat exchanger according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the support wires (3) lie radially on top of the straight top portions.

Heat exchanger according to Claim 1, characterized in that the support wire (3), with approximately its own transverse dimension, is recessed in a channel formed between inclined outer corners of the wire loops. (a