DE1501628C - Wärmeübertrager und Verfahren zu des sen Herstellung - Google Patents
Wärmeübertrager und Verfahren zu des sen HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit einem Rohrbündel, das aus mindestens zwei schraubenlinienförmig
gewundenen Rohren besteht und durch mindestens drei über den Bündelumfang verteilte
Platten, die sich in im wesentlichen radial-axialen Ebenen des Rohrbündels erstrecken, gehaltert ist.
Es ist ein Wärmeübertrager dieser Art bekannt, bei dem die Halterungsplatten sich jeweils aus mehreren
Winkelprofilen zusammensetzen, deren einer Schenkel radial zum Rohrbündel steht. Diese radialen
Schenkel weisen Schlitze auf, in die die Rohrwindungen eingelegt sind. Die Winkelproflle des innersten
Rohrzylinders sind mit ihrem ungeschlitzten Schenkel auf einem zentralen Verdrängungskörper des Rohrbündels
befestigt. Die Winkelprofile der Rohrzylinder mit größerem Durchmesser stützen sich mit ihrem
ungeschlitzten Schenkel jeweils auf dem. inneren Rohrzylinder ab, und außerdem sind diese Winkelprofile
mit dem benachbarten Winkelprofil des inneren Rohrzylinders vernietet oder verschweißt. In
radialer Richtung einander benachbarte Rohrwindungen werden mittels zweiteiliger Briden, die durch
Schrauben verbunden werden, gegenseitig festgehalten. Dieser bekannte Wärmeübertrager hat den Nachteil,
daß er wegen der vielen Winkelprofile sehr schwer wird. Außerdem ist der radiale Abstand benachbarter
Rohre verhältnismäßig groß, weil zwischen diesen Rohren der ungeschlitzt bleibende Abschnitt · des
Winkelprofils vorhanden ist. Auch dies trägt dazu bei, daß der Wärmeübertrager ein großes Gewicht
hat. Die bekannte Konstruktion ist deshalb kostspielig, was auch für die Herstellung des Wärmeübertragers
gilt. Diese, geschieht derart, daß am zentralen Verdrängungskörper beispielsweise vier
Winkelprofile angeschweißt werden und daß dann der Verdrängungskörper um seine Rotationsachse gedreht
wird, wobei das zugeführte Rohr schraubenlinienförmig gewunden und in die Schlitze der Winkelprofile
eingelegt wird. Wenn der innerste Rohrzylinder fertig ist, werden vier weitere Winkelprofile
aufgebracht und an den vier ersten Winkelprofilen befestigt, woraufhin der zweite Rohrzylinder durch
Winden eines Rohres und Einlegen in die Schlitze der Winkelprofile hergestellt wird usw.
Aus der deutschen Patentschrift 647 921 ist es ferner bekannt, jeweils zwei, gleichen Windungsradius
aufweisende Rohrzylinder in einer gemeinsamen Platte derart anzuordnen, daß die Rohrwindungen
in Löchern der Platte verlaufen, wobei die Achse des einen Rohrzylinders gegenüber der Achse des
anderen Rohrzylinders seitlich versetzt ist. Mehrere so gebildete Rohrbündel sind dann durch Anordnen
in einer Reihe zu einem Wärmeübertrager vereinigt, wobei die Platten aller Rohrbündel parallel zueinander
stehen. Auf diese Weise ergibt sich ein Wärmeübertrager von rechteckiger Form, der in der dritten
Dimension eine verhältnismäßig geringe Tiefe aufweist. Mit Hilfe eines dieser Rohrbündel lassen sich
keine Wärmeübertrager großer Leistung bauen, da wegen der seitlichen Versetzung der beiden Rohrzylinder
immer nur zwei Rohrzylinder in einer gemeinsamen Platte gehaltert sind.
Für Wärmeübertrager mit mehreren Bündeln aus im wesentlichen geraden Rohren, welche in Löchern
von Stützplatten gehalten sind, ist es auch schon bekannt (französische Patentschrift 1347 938), die
Rohre nach dem Ineinanderschieben von Rohren und Stützplatten mittels Keilen durch Verändern der
relativen Lage der Rohre zueinander gegen die Stützplatte elastisch zu verspannen. Hierbei ist jedoch in
aufwendiger Weise jeweils für jedes Rohr ein eigener Keil vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art zu
schaffen, der hinsichtlich der Rohrhalterung sowohl konstruktiv als auch herstellungsmäßig einfacher und
kostensparender ist. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Verbindung der folgenden
Merkmale:
. a) In an sich bekannter Weise verlaufen die Rohrwindungen
in Löchern der Platten;
b) in an sich bekannter Weise sind die Rohrwindungen
nach dem Einbringen in die Platten mittels Keilen durch Verändern der relativen
Lage der Rohrwindungen zueinander elastisch verspannt;
c) jeder Keil verspannt jeweils zwei Rohrwindungen.
Bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager ermöglichen die einstückigen Platten, die Löcher mit
sehr engem radialem Abstand vorzusehen. Hiermit wird das Gewicht des Wärmeübertragers wesentlich
verringert, wozu noch beiträgt, daß die einstückigen Platten selbst im Vergleich zu den Winkelprofilen
weniger Material beanspruchen. Gleiche Wärmeübertragungsleistung vorausgesetzt, ist der erfindungsgemäße
Wärmeübertrager nicht nur leichter, sondern beansprucht auch weniger Raum als der bekannte
Wärmeübertrager. Bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager wird außerdem die Elastizität der
Rohrwindungen selbst für ihre Verspannung in den Platten benutzt.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Herstellen der Rohrwindungen und das Einbringen
der Rohrwindungen in die Löcher der Platten in einem Arbeitsgang erfolgen. .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 eine Ansicht eines Wärmeübertragers nach der Erfindung,
F i g. 2 eine Draufsicht dieses Wärmeübertragers,
F i g. 3 schematisch vereinfacht in einer Draufsicht das Verfahren zum Herstellen von Wärmeübertragern
nach der Erfindung.
Gemäß F i g. 1 und 2 besteht der als Ganzes mit 1 bezeichnete Wärmeübertrager im wesentlichen aus je
zwei schraubenlinienförmig gewundenen Rohren 2 und 3 und vier Platten 4, 5, 6,1, die etwa rechtwinklig
zueinander verschweißt sind. Die Windungen der Rohre 2 und 3 haben unterschiedlich große Radien.
Den Radien und den Windungsabständen entsprechend sind die vier Platten 4, S, 6, 7 mit Löchern
versehen, die einen etwas größeren Durchmesser aufweisen als der Außendurchmesser der Rohre und in
denen die Rohrwindungen verlaufen.
Zum Festhalten des Rohres 2 in der Platte 4 sind Keile 9 vorgesehen, die zwischen je zwei Windungen
eingeschoben und mit der benachbarten Platte 4 verschweißt sind. Entsprechende und in gleicher Weise
befestigte Keile 8 befinden sich zwischen jeweils zwei
Windungen des Rohres 2 an der Platte 7. In gleicher Weise ist das Rohr 2 auch in den Platten 5 und 6
festgehalten sowie das Rohr 3 in allen vier Platten, was hier der Übersichtlichkeit halber nicht näher dargestellt
ist.
Bei dem Herstellungsverfahren des Wärmeübertragers gemäß Fig. 3 wird das gerade Rohr beim
Herstellen der Rohrwindungen in die Platten 4, 5, 6, 7 eingebracht. Das Winden des Rohres geschieht durch
ein System von drei Walzen 20, zwischen denen das in Richtung des Pfeiles. 21 zugeführte gerade Rohr 22
durchläuft. Gemäß F i g. 3 wird das Rohr 22 zu einer Schraubenwendel konstanten Durchmessers und konstanten
Windungsabstandes verformt. Wenn die innerste Lochreihe der vier Platten gefüllt ist, wird
die nächste Lochreihe auf die gleiche Art durch ein zweites Rohr gefüllt, wobei dann entsprechend dem
anderen Krümmungsradius der Abstand der Walzen 20 verstellt wird. ,
Bei dem Wärmeübertrager nach F i g. 3 ist überdies gezeigt, daß die Platten an einem zylindrischen
Verdrängungskörper 30 befestigt sind.
Während in den beschriebenen Wärmeübertragern jeweils vier Platten über den Umfang verteilt angeordnet
sind, ist es auch möglich, erfindungsgemäße Wärmeübertrager mit nur drei oder auch mehr als
vier Platten herzustellen, je nach Größe der Wärmeübertrager. Es kann unter Umständen vorteilhaft sein,
die Platten ungleichmäßig über den Umfang verteilt anzuordnen.
Claims (2)
1. Wärmeübertrager mit einem Rohrbündel, das aus mindestens zwei schraubenlinienförmig
gewundenen Rohren besteht und durch mindestens drei über den Bündelumfang verteilte Platten,
die sich in im wesentlichen radial-axialen Ebenen des Rohfbündels erstrecken, gehaltert ist,
gekennzeichnet durch die Verbindung der folgenden Merkmale:
a) In an sich bekannter Weise verlaufen die Rohrwindungen (2, 3) in Löchern der Platten
(4,5,6,7);
b) in an sich bekannter Weise sind die Rohrwindungen nach dem Einbringen- in die
Platten mittels Keilen (8, 9) durch Verändern der relativen Lage der Rohrwindungen zu-
. einander elastisch verspannt;
c) jeder Keil verspannt jeweils zwei Rohrwindungen.
2. Verfahren zum Herstellen eines Wärmeübertragers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Herstellen der Rohrwindungen und das Einbringen der Rohrwindungen in die Löcher der
Platten in einem Arbeitsgang erfolgen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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