DE19624030A1

DE19624030A1 - Method for producing a coiled tube for a heat exchanger and a heat exchanger having a coaxial tube

Info

Publication number: DE19624030A1
Application number: DE19624030A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Phys Schmidt; Karl-Heinz Mayr
Original assignee: KME Schmoele GmbH
Current assignee: KME Schmoele GmbH
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1997-12-18
Also published as: DE59711199D1; EP0814312A3; ATE257938T1; EP0814312A2; EP0814312B1

Abstract

The co-axial tube (1), starting from a tangentially extending elongated section (7), is helically coiled with a double conical centre-tied outer contour by first reducing the radial extent (E,E1-E4) from winding (8-11) to winding (9-12), and then by enlarging the radial extent (E5-E9) from winding (13-16) to winding (14-17), running out into a tangential elongated section (18). The spiral-form windings by parallel alignment of the elongated tangential end sections are then axially fitted together in two banks.

Description

Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur Herstel lung eines gewendelten Koaxialrohrs für einen Wärmetauscher.On the one hand, the invention relates to a method for the production a coiled tube for a heat exchanger.

Andererseits richtet sich die Erfindung auf einen Wärmetau scher, der in einem Behälter ein gewendeltes Koaxialrohr auf weist.On the other hand, the invention is directed to a heat rope sheared in a container on a coiled coaxial tube points.

Es ist ein Wärmetauscher, insbesondere zur Brauchwasserberei tung, bekannt, der in einem Behälter ein gewendeltes, aus ei nem Innenrohr und einem Außenrohr bestehendes Koaxialrohr aufweist. Das Koaxialrohr ist zylindrisch gewickelt, so daß alle Windungen denselben Radius besitzen. Von den im Wärme austausch befindlichen Fluiden wird ein Fluid durch das In nenrohr und das andere Fluid durch den Spalt zwischen dem In nenrohr und dem Außenrohr geführt.It is a heat exchanger, especially for hot water tung, known, the one in a container, from egg an inner tube and an outer tube existing coaxial tube having. The coaxial tube is wound cylindrically, so that all turns have the same radius. Of those in the warmth exchange fluids becomes a fluid through the In nenrohr and the other fluid through the gap between the In inner tube and the outer tube.

Zwecks Erzielung eines befriedigenden Wärmeaustausches zwi schen den beiden Fluiden und unter Einhaltung praxisgerechter Abmessungen hat das Koaxialrohr bei einer Leistung des Wärme tauschers von etwa 24 kW insgesamt eine Länge von 13 m. Das heißt, der Radius der Windungen des Koaxialrohrs kann ver hältnismäßig klein gehalten werden, wobei dies dann aber zu Lasten einer größeren Länge der Wendel und damit auch letzt lich des Behälters geht. In order to achieve a satisfactory heat exchange between between the two fluids and in compliance with practical requirements The coaxial tube has dimensions with an output of heat exchangers of around 24 kW, a total length of 13 m. The that is, the radius of the turns of the coaxial tube can ver be kept relatively small, but this then too Loads of a greater length of the helix and thus also the last Lich the container goes.

Nun steht aber in einigen Fällen der Praxis für diese axiale Länge der Wendel auch nicht annähernd der Raum zur Verfügung. Hingegen könnte eine Vergrößerung der Radien der Windungen in Kauf genommen werden.In some cases, however, practice now stands for this axial one The length of the helix is nowhere near the space available. In contrast, an increase in the radii of the turns in Purchase.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Auf gabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines gewendel ten Koaxialrohrs für einen Wärmetauscher sowie eine Wärmetau scher zu schaffen, der ein gewendeltes Koaxialrohr aufweist, bei welchem unter Sicherstellung ausreichender Wärmeaus tauschbedingungen eine kurze axiale Ausdehnung des gewendel ten Koaxialrohrs erzielbar ist, ohne daß das Koaxialrohr län ger ausgebildet sowie hinsichtlich der Radien der Windungen überdimensioniert werden müßte.The invention is based on the prior art based on a method for producing a helix ten coaxial tube for a heat exchanger and a heat rope create shear that has a coiled coaxial tube, in which ensuring sufficient heat exchange conditions a short axial extension of the helix ten coaxial tube can be achieved without the coaxial tube ger trained and with regard to the radii of the turns would have to be oversized.

Was eine Lösung des verfahrensmäßigen Teils dieser Aufgabe anlangt, so besteht diese in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.What a solution to the procedural part of this task arrives, this consists in the characteristic features of claim 1.

Danach wird das Koaxialrohr zwischen zwei dem Fluidanschluß dienenden endseitigen tangentialen Längenabschnitten zunächst in einer speziellen Weise schraubenlinienförmig gewickelt. Beginnend mit einem tangentialen Längenabschnitt folgt zunächst eine Windung mit der jeweils größten radialen Er streckung. Hieran anschließend verringert sich die radiale Erstreckung der Windungen von Windung zu Windung um einen solchen Betrag, daß die äußere radiale Erstreckung der nächstfolgenden Windung jeweils kleiner als die innere ra diale Erstreckung der voraufgehenden Windung ist. Wieviel Windungen von der hinsichtlich der radialen Erstreckung größ ten Windung bis zu der diesbezüglich kleinsten Windung schraubenlinienförmig gewickelt werden, hängt von dem zur Verfügung stehenden Einbauraum umfangsseitig des gewendelten Koaxialrohrs ab. Durch die stetige Verringerung der radialen Erstreckung der Windungen erhält somit das Koaxialrohr eine konische Außenkontur. After that, the coaxial pipe is between two the fluid connection serving at the end tangential longitudinal sections first helically wound in a special way. It starts with a tangential length segment first a turn with the largest radial Er stretching. Then the radial decreases Extension of the turns from turn to turn by one such an amount that the outer radial extension of the next following turn each smaller than the inner ra is the extension of the preceding turn. How much Turns of the largest in terms of radial extension th turn to the smallest turn in this regard to be wound helically depends on the Available installation space on the circumferential side of the coiled Coaxial tube. By steadily reducing the radial The coaxial tube thus receives an extension of the turns conical outer contour.

Ist die Windung mit der kleinsten radialen Erstreckung gewic kelt, wird nochmals eine Windung mit dieser Erstreckung ge wickelt, von der aus dann beim weiteren Wickeln die radiale Erstreckung jeder folgenden Windung um einen solchen Betrag ansteigt, daß die äußere radiale Erstreckung der gewickelten Windung kleiner ist als die innere radiale Erstreckung der folgenden Windung. Nach dem Wickeln der letzten Windung mit der größten radialen Erstreckung, welche dann ebenfalls in einen tangentialen Längenabschnitt ausläuft, hat das derart spiralförmig gewendelte Koaxialrohr in dieser Verformungs stufe eine doppelt konische, mittig eingeschnürte diaboloför mige Außenkontur.Is the turn with the smallest radial extension guaranteed? celt, another turn with this extension is ge winds, from which the radial turns during further winding Extension of each subsequent turn by such an amount increases that the outer radial extent of the wound Is smaller than the inner radial extension of the following turn. After winding the last turn with the largest radial extent, which then also in runs out a tangential length section, it has that spiral coaxial tube in this deformation stage a double conical diaboloför constricted in the middle outer contour.

Nunmehr werden alle Windungen axial zusammengeschoben, wobei jeweils die hinsichtlich der radialen Erstreckung kleineren Windungen der beiden konischen Längenabschnitte in die be nachbarte, in der radialen Erstreckung größere Windung ein tauchen, so daß letztlich alle Windungen der beiden vorab noch konischen Längenabschnitte in einer Ebene ineinander liegen und somit in dieser Endstufe zwei spiralförmige Wic kellagen bilden. Die endseitigen tangentialen Längenab schnitte sind hierbei bevorzugt parallel zueinander ausge richtet.Now all turns are pushed together axially, whereby in each case the smaller ones with regard to the radial extent Turns of the two conical lengths into the be adjacent, larger turn in the radial extension dive, so that ultimately all turns of the two beforehand still conical lengths in one plane lie and thus in this final stage two spiral wic form cellars. The end tangential lengthsab cuts are preferably made parallel to each other judges.

Ein derart spiralförmig gewendeltes Koaxialrohr hat eine ex trem geringe axiale Länge. Es hat den Vorteil, daß es bei einer Leistung von z. B. 24 kW im Vergleich zu der herkömmlich gewendelten zylindrischen Konfiguration mit einer Rohrlänge von etwa 13 m jetzt nur noch eine Rohrlänge von etwa 6 m benötigt. Die Materialeinsparung ist somit erheblich.Such a spiral coaxial tube has an ex extremely short axial length. It has the advantage of being a performance of e.g. B. 24 kW compared to the conventionally coiled cylindrical configuration with a Pipe length of about 13 m now only a pipe length of about 6 m needed. The material saving is thus considerably.

Was die im Anspruch 2 gekennzeichnete weitere Lösung des ver fahrensmäßigen Teils der Aufgabe betrifft, so handelt es sich hierbei im Prinzip um die doppelte Anfertigung eines spiral formig gewendelten Koaxialrohrs gemäß den Merkmalen des An spruchs 1. Ein solches Koaxialrohr hat dann zwar die doppelte Länge mit einer vergleichsweise größeren Leistung, aber nur eine geringe axiale Ausdehnung über nunmehr vier Lagen.What the further solution of ver concerns the driving part of the task, it is basically a double spiral coiled coaxial tube according to the characteristics of the An Proverb 1. Such a coaxial tube then has double Length with a comparatively larger performance, but only a small axial expansion over four layers.

Es versteht sich, daß unter Zugrundelegung der Merkmale des Anspruchs 2 bei Bedarf auch Koaxialrohre spiralförmig gewen delt werden können, die mehr als vier Lagen aufweisen.It is understood that the characteristics of the Claim 2 if necessary also coaxial tubes spiral can be delt that have more than four layers.

Die gegenständliche Lösung der Erfindung wird vom Grundsatz her betrachtet in den Merkmalen des Anspruchs 3 erblickt. Das gewendelte Koaxialrohr weist somit wenigstens zwei unmittel bar parallel nebeneinander liegende Lagen auf. Die Windungen in jeder Lage verlaufen spiralförmig in einer Ebene. Die in der radialen Erstreckung größten Windungen der Außenlagen laufen in tangentiale, bevorzugt parallel zueinander verlau fende Längenabschnitte aus, welche dem Fluidanschluß dienen.The objective solution of the invention is based on the principle viewed here seen in the features of claim 3. The coiled tube thus has at least two direct layers parallel to each other. The turns in every position run spirally in one plane. In the the radial extent of the largest turns of the outer layers run in tangential, preferably parallel to each other fende length sections, which serve the fluid connection.

Hat das spiralförmig gewendelte Koaxialrohr nur zwei Lagen, so sind gemäß Anspruch 4 die in der radialen Erstreckung kleinsten Windungen der beiden Lagen miteinander verbunden.If the spiral coaxial tube has only two layers, so are according to claim 4 in the radial extent smallest turns of the two layers connected together.

Ausweislich Anspruch 5 sind bei einem vierlagig gewendelten Koaxialrohr einerseits die in der radialen Erstreckung klein sten Windungen der beiden Außenlagen mit den in der radialen Erstreckung kleinsten Windungen der jeweils benachbarten In nenlage und andererseits die in der radialen Erstreckung größten Windungen der beiden Innenlagen miteinander verbun den.According to claim 5 are in a four-ply spiral Coaxial tube on the one hand the small in the radial extent most turns of the two outer layers with those in the radial Extension of the smallest turns of the neighboring In nenlage and on the other hand in the radial extent largest turns of the two inner layers connected together the.

Damit eine definierte Fluidströmung im Innenrohr und im Spalt zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr gewährleistet werden kann, sind nach Anspruch 6 das Innenrohr und das Außenrohr durch Abstandshalter zueinander distanziert. Die Abstandshal ter können hierbei einstückige Bestandteile des Innenrohrs oder des Außenrohrs bilden. Sie können ferner sowohl mit dem Innenrohr als auch mit dem Außenrohr einstückig gestaltet sein.So that a defined fluid flow in the inner tube and in the gap be guaranteed between the inner tube and the outer tube can, according to claim 6, the inner tube and the outer tube spaced from each other by spacers. The standoff ter can be integral parts of the inner tube or the outer tube. You can also use both Inner tube and one piece with the outer tube be.

Die Abstandshalter sind entsprechend Anspruch 7 bevorzugt stegartig ausgebildet, obwohl auch andere Abstandshalter, z. B. in Form eines gewendelten Drahts, denkbar sind.The spacers are preferred according to claim 7 designed like a web, although other spacers, e.g. B. in the form of a coiled wire.

Gemäß den Merkmalen des Anspruch 8 ist es vorteilhaft, daß sich die stegartigen Abstandshalter parallel zur Längsachse des Koaxialrohrs erstrecken.According to the features of claim 8, it is advantageous that the web-like spacers parallel to the longitudinal axis extend the coaxial tube.

Denkbar ist aber auch die Ausführungsform gemäß Anspruch 9, wonach die stegartigen Abstandshalter einen wendelförmigen Verlauf aufweisen.However, the embodiment according to claim 9 is also conceivable, after which the web-like spacers have a helical shape Show course.

Zweckmäßig ist es, wenn entsprechend den Merkmalen des An spruchs 10 die Abstandshalter in Umfangsrichtung des Spalts zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr zueinander versetzt angeordnet sind. Bevorzugt sind mindestens drei gleichmäßig auf dem Umfang zueinander versetzt angeordnete Abstandshalter vorgesehen.It is useful if according to the characteristics of the contractor say 10 the spacers in the circumferential direction of the gap offset from each other between the inner tube and the outer tube are arranged. At least three are preferably uniform spacers arranged offset from one another on the circumference intended.

Sind nach Anspruch 11 die Abstandshalter in Längsrichtung des Koaxialrohrs zueinander versetzt angeordnet, so handelt es sich bevorzugt um kurze Abstandshalter, welche es ermögli chen, daß das im Spalt zwischen dem Innenrohr und dem Außen rohr geführte Fluid sich permanent über den Querschnitt des Spalts austauschen kann und nicht linear durch das Koaxial rohr strömt. Der Wärmeaustausch wird hierdurch verbessert. Are according to claim 11, the spacers in the longitudinal direction of the Coaxial tube arranged offset to each other, so it acts prefers short spacers, which make it possible Chen that in the gap between the inner tube and the outside Pipe-guided fluid permanently over the cross-section of the Can exchange gaps and not linearly through the coaxial pipe flows. This improves heat exchange.

Gemäß Anspruch 12 haben die Abstandshalter eine Länge, die etwa dem Abstand von zwei in Längsrichtung des Koaxialrohrs aufeinander folgenden Abstandshaltern entspricht.According to claim 12, the spacers have a length that approximately the distance of two in the longitudinal direction of the coaxial tube successive spacers.

Zur Erzielung eines verbesserten Wärmeübergangs von dem einen auf das andere Fluid kann das Innenrohr gemäß Anspruch 13 auf seiner inneren oder äußeren Oberfläche profiliert sein. Hier bei handelt es sich bevorzugt um Nuten, die sich im Winkel zur Längsachse des Koaxialrohrs erstrecken. Bei sich kreuzen den Nuten können die dann gebildeten Rippen unterschiedliche Höhen aufweisen.To achieve improved heat transfer from one on the other fluid, the inner tube according to claim 13 be profiled on its inner or outer surface. Here it is preferably grooves that are at an angle extend to the longitudinal axis of the coaxial tube. Cross with yourself the grooves can then have different ribs Have heights.

In Abhängigkeit von dem Einsatzgebiet kann nach Anspruch 14 sowohl das Innenrohr als auch das Außenrohr aus einem metal lischen Werkstoff bestehen.Depending on the area of application, according to claim 14 both the inner tube and the outer tube made of one metal material.

Vorteilhafterweise handelt es sich hierbei nach Anspruch 15 um ein Nichteisenmetall, wobei gemäß Anspruch 16 bevorzugt Kupfer oder eine Kupferlegierung zur Anwendung gelangt.Advantageously, this is according to claim 15 a non-ferrous metal, preferred according to claim 16 Copper or a copper alloy is used.

Eine weitere für die Praxis interessante Ausführungsform ist in den Merkmalen des Anspruchs 17 gekennzeichnet. Danach ist das Innenrohr aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet, während das Außenrohr aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus einem PE-vernetzten Kunststoff besteht.Another embodiment that is interesting in practice is characterized in the features of claim 17. After that is the inner tube is made of copper or a copper alloy, while the outer tube is made of a thermoplastic, consists in particular of a PE-cross-linked plastic.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zei gen:The invention is based on in the drawings illustrated embodiments explained in more detail. It shows gene:

Fig. 1 in der Stirnansicht ein spiralförmig gewendeltes Koaxialrohr für einen Wärmetauscher; Figure 1 is a front view of a spiral coaxial tube for a heat exchanger.

Fig. 2 das Koaxialrohr der Fig. 1 in der Seitenansicht gemäß dem Pfeil PF in einer verformten Zwischen stufe; Figure 2 shows the coaxial tube of Figure 1 in a side view according to the arrow PF in a deformed intermediate stage.

Fig. 3 das Koaxialrohr der Fig. 1 in der Seitenansicht gemäß dem Pfeil PF in der verformten Endstufe; FIG. 3 shows the coaxial tube of Figure 1 in a side view according to the arrow PF in the deformed final stage.

Fig. 4 das Koaxialrohr der Fig. 1 in der Zuordnung zu ei nem Behälter; Fig. 4 shows the coaxial tube of Figure 1 in the assignment to egg nem container.

Fig. 5 in der Seitenansicht die Zwischenstufe eines spi ralförmig gewendelten Koaxialrohrs gemäß einer zweiten Ausführungsform; Figure 5 is a side view of the intermediate stage of a spiral coaxial tube according to a second embodiment.

Fig. 6 eine Stirnansicht auf das Koaxialrohr der Fig. 5 gemäß dem Pfeil PF1; FIG. 6 shows an end view of the coaxial tube of FIG. 5 according to arrow PF1;

Fig. 7 eine Seitenansicht auf das fertig umgeformte Koaxi alrohr der Fig. 6 gemäß dem Pfeil PF2; Fig. 7 is a side view of the fully formed Koaxi alrohr of Figure 6 according to the arrow PF2.

Fig. 8 in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch das Koaxialrohr der Fig. 1 entlang der Linie VIII-VIII und Fig. 8 is an enlarged view of a cross section through the coaxial tube of Fig. 1 along the line VIII-VIII and

Fig. 9 einen Längsschnitt durch die Darstellung der Fig. 8 entlang der Linie IX-IX. Fig. 9 is a longitudinal section through the representation of Fig. 8 along the line IX-IX.

In den Fig. 1 bis 4, 8 und 9 ist mit 1 ein Koaxialrohr zur Integration in den Behälter 2 (Fig. 3 und 4) eines anson sten nicht näher veranschaulichten Wärmetauschers bezeichnet.In Figs. 1 to 4, 8 and 9 at 1 is a coaxial tube for integration into the container 2 (Figs. 3 and 4) of a Anson sten not further illustrated heat exchanger, respectively.

Das Koaxialrohr 1 besteht, wie insbesondere die Fig. 8 und 9 zu erkennen geben, aus einem kreisrunden Innenrohr 3 aus einer Kupferlegierung sowie einem ebenfalls aus einer Kupfer legierung bestehenden kreisrunden Außenrohr 4. Zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 4 ist ein kreisringförmiger Spalt 5 für ein Fluid ausgebildet, das mit einem im Innenrohr 3 geführten Fluid in Wärme austauschendem Kontakt steht. The coaxial tube 1 , as can be seen in particular in FIGS. 8 and 9, consists of a circular inner tube 3 made of a copper alloy and a circular outer tube 4 also consisting of a copper alloy. An annular gap 5 for a fluid is formed between the inner tube 3 and the outer tube 4 and is in heat-exchanging contact with a fluid guided in the inner tube 3 .

Die Distanz zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 4 wird durch stegartige Abstandshalter 6 erzeugt, die in Umfangs richtung des Spalts 5 um 120° gleichmäßig zueinander versetzt und auch in Längsrichtung des Spalts 5 zueinander versetzt sind. Die Länge L der Abstandshalter 6 entspricht etwa dem Abstand A von zwei in Längsrichtung des Spalts 5 aufeinander folgenden, zueinander versetzt angeordneten Abstandshaltern 6.The distance between the inner tube 3 and the outer tube 4 is generated by web-like spacers 6 which are evenly offset from one another by 120 ° in the circumferential direction of the gap 5 and are also offset from one another in the longitudinal direction of the gap 5 . The length L of the spacer 6 corresponds approximately to the distance A of two in the longitudinal direction of the gap 5 successive, mutually staggered spacers. 6

Das fertig spiralförmig gewendelte zweilagige Koaxialrohr 1 der Fig. 1, 3 und 4 wird dadurch erzeugt, daß das Koaxial rohr 1, ausgehend von einem sich tangential erstreckenden Längenabschnitt 7 zunächst unter Verringerung der radialen Erstreckung E, E1, E2, E3, E4 von Windung 8, 9, 10, 11, 12 zu Windung 9, 10, 11, 12, 13 und dann wieder unter Vergrößerung der radialen Erstreckung E5, E6 E7, E8, E9 von Windung 13, 14, 15, 16 zu Windung 14, 15, 16, 17 (Fig. 2), auslaufend in einen tangentialen Längenabschnitt 18, mit einer doppelt ko nischen, mittig eingeschnürten Außenkontur schraubenlinien förmig gewickelt wird. Hierbei ist die äußere radiale Er streckung E1 der beim Wickelvorgang auf die in der radialen Erstreckung E größte Windung 8 folgenden Windung 9 kleiner als die radiale Erstreckung E der größten Windung 8 bemessen. Die nachfolgenden Windungen 9-12 des konischen Längenab schnitts 19 der verformten Zwischenstufe 21 des Koaxialrohrs 1 sind dann entsprechend abgestuft gestaltet.The finished helically coiled two-layer coaxial pipe 1 of FIG. 1, 3 and 4 is generated by the fact that the coaxial tube 1, starting from a tangentially extending length section 7 initially reducing the radial extent E, E1, E2, E3, E4 of Swirl 8 , 9 , 10 , 11 , 12 to turn 9 , 10 , 11 , 12 , 13 and then again increasing the radial extension E5, E6 E7, E8, E9 from turn 13 , 14 , 15 , 16 to turn 14 , 15 , 16 , 17 ( Fig. 2), ending in a tangential longitudinal section 18 , with a double ko African, centrally constricted outer contour is helically wound. Here, the outer radial he extension E1 of the winding 9 following the winding 8 following the largest in the radial extension E is smaller than the radial extension E of the largest winding 8 . The subsequent turns 9-12 of the conical Längenab section 19 of the deformed intermediate stage 21 of the coaxial tube 1 are then designed accordingly.

Auf die in der radialen Erstreckung E4 kleinste Windung 12 des konischen Längenabschnitts 19 folgt die in der radialen Erstreckung E5 kleinste Windung 13 des benachbarten konischen Längenabschnitts 20. Diese ist hinsichtlich ihrer radialen Erstreckung E5 - wie dann auch die folgenden Windungen 14-16 - von der äußeren radialen Erstreckung E5-E8 her jeweils kleiner als die innere radiale Erstreckung der beim Wickel vorgang nachfolgenden Windung 14-17 bemessen. Die in der ra dialen Erstreckung E9 größte Windung 17 des konischen Längen abschnitts 20 läuft dann in den geradlinigen tangentialen Längenabschnitt 18 aus.The smallest turn 12 of the conical length section 19 in the radial extension E4 is followed by the smallest turn 13 of the adjacent conical length section 20 in the radial extension E5. This is with regard to its radial extent E5 - as then the convolutions 14-16 - sized forth respectively smaller than the inner radial extent of the winding process during subsequent winding 14-17 of the outer radial extent E5-E8. The largest turn 17 in the radial extension E9 of the conical length section 20 then runs out into the straight tangential length section 18 .

Die tangentialen Längenabschnitte 7, 18 dienen zum Fluidan schluß. Sie erstrecken sich sowohl in der Ebene gemäß Fig. 1 als auch in der Ebene gemäß Fig. 3 parallel zueinander.The tangential longitudinal sections 7 , 18 are used for the fluid circuit. They extend parallel to one another both in the plane according to FIG. 1 and in the plane according to FIG. 3.

Nach dem spiralförmigen Wendeln des Koaxialrohrs zu der Zwi schenstufe 21 gemäß Fig. 2 werden dann mit einer axialen Kraft F die Windungen 8-17 des Koaxialrohrs 1 zusammenge drückt, bis sich die beiden Lagen 22, 23 der Endstufe 24 des Koaxialrohrs 1 gemäß Fig. 3 ergeben. Das derart umgeformte Koaxialrohr 1 kann dann in den Behälter 2 gemäß Fig. 4 inte griert werden. In der Fig. 3 ist der Behälter in strichpunk tierter Linienführung angedeutet.After the spiral coils of the coaxial tube to the interim rule stage 21 of FIG. 2 are then reacted with an axial force F the turns pushes 8-17 of the coaxial tube 1 together amount, until the two layers 22, 23 of the final stage 24 of the coaxial tube 1 shown in FIG. 3 result. The coaxial tube 1 thus formed can then be integrated into the container 2 according to FIG. 4. In Fig. 3 the container is indicated in dash-dotted lines.

Die aus den Fig. 5 bis 7 erkennbare Ausführungsform eines Koaxialrohrs 25 beruht hinsichtlich der Herstellung auf dem selben Prinzip, wie es voraufgehend anhand der Fig. 1 bis 4, 8 und 9 geschildert worden ist.The embodiment of a coaxial tube 25 , which can be seen in FIGS. 5 to 7, is based on the same principle with regard to the production as was previously described with reference to FIGS. 1 to 4, 8 and 9.

Dieses Koaxialrohr 25 wird dadurch hergestellt, daß es, aus gehend von einem sich tangential erstreckenden Längenab schnitt 41, zunächst unter Verringerung der radialen Er streckung E, E1, E2, E3 von Windung 8, 9, 10, 11 zu Windung 9, 10, 11, 12 dann unter Vergrößerung der radialen Er streckung E5-E9 von Windung 13, 14, 15, 16 zu Windung 14, 15, 16, 17 anschließend unter Verringerung der radialen Er streckung E10-E14 von Windung 26, 27, 28, 29 zu Windung 27, 28, 29, 30 und letztlich unter Vergrößerung der radialen Er streckung E15-E19 von Windung 31, 32, 33, 34 zu Windung 32, 33, 34, 35, auslaufend in einen tangentialen Längenabschnitt 36, mit einer vierfach konischen, doppelt eingeschnürten Au ßenkontur schraubenlinienförmig gewickelt wird (Fig. 5). This coaxial tube 25 is manufactured in that it, starting from a tangentially extending Längenab section 41 , first by reducing the radial stretching E, E1, E2, E3 from winding 8 , 9 , 10 , 11 to winding 9 , 10 , 11 , 12 then increasing the radial extension E5-E9 from turn 13 , 14 , 15 , 16 to turn 14 , 15 , 16 , 17 then reducing the radial extension E10-E14 of turn 26 , 27 , 28 , 29 to turn 27 , 28 , 29 , 30 and ultimately increasing the radial extension E15-E19 from turn 31 , 32 , 33 , 34 to turn 32 , 33 , 34 , 35 , tapering into a tangential length section 36 , with a fourfold conical , double constricted outer contour is wound helically ( Fig. 5).

Dann werden auch die Windungen 8-17 sowie 26-35 dieses spi ralförmig gewickelten Koaxialrohrs 25 unter Aufbringung einer axialen Kraft F zusammengeschoben, bis die Vierlagigkeit ge mäß Fig. 7 erreicht ist. Bei diesem vierlagigen Koaxialrohr 25 sind einerseits die in der radialen Erstreckung E4, E5 kleinsten Windungen 12, 31 der beiden Außenlagen 37, 38 mit den in der radialen Erstreckung E5, E14 kleinsten Windungen 13, 30 der jeweils benachbarten Innenlagen 39, 40 und ande rerseits die in der radialen Erstreckung E9, E10 größten Win dungen 17, 26 der Innenlage 39, 40 miteinander verbunden.Then the windings 8-17 and 26-35 of this spiral-wound coaxial tube 25 are pushed together with the application of an axial force F until the four-ply ge according to FIG. 7 is reached. In this four-layer coaxial tube 25 , on the one hand, the smallest turns in the radial extent E4, E5 12 , 31 of the two outer layers 37 , 38 with the smallest turns in the radial extent E5, E14 13 , 30 of the adjacent inner layers 39 , 40 and others the largest in the radial extent E9, E10 Win 17 , 26 of the inner layer 39 , 40 interconnected.

BezugszeichenlisteReference list

1 Koaxialrohr
2 Behälter
3 Innenrohr
4 Außenrohr
5 Spalt
6 Abstandshalter
7 tangentialer Längenabschnitt v. 1
8 Windung
9 Windung
10 Windung
11 Windung
12 Windung
13 Windung
14 Windung
15 Windung
16 Windung
17 Windung
18 tangentialer Längenabschnitt v. 1
19 konischer Längenabschnitt v. 21
20 konischer Längenabschnitt v. 21
21 Zwischenstufe
22 Lage v. 24
23 Lage v. 24
24 Endstufe v. 1
25 Koaxialrohr
26 Windung
27 Windung
28 Windung
29 Windung
30 Windung
31 Windung
32 Windung
33 Windung
34 Windung
35 Windung
36 tangentialer Längenabschnitt v. 25
37 Außenlage v. 25
38 Außenlage v. 25
39 Innenlage v. 25
40 Innenlage v. 25
41 tangentialer Längenabschnitt v. 25
A axialer Abstand v. 6
E radiale Erstreckung v. 8
E1 radiale Erstreckung v. 9
E2 radiale Erstreckung v. 10
E3 radiale Erstreckung v. 11
E4 radiale Erstreckung v. 12
E5 radiale Erstreckung v. 13
E6 radiale Erstreckung v. 14
E7 radiale Erstreckung v. 15
E8 radiale Erstreckung v. 16
E9 radiale Erstreckung v. 17
E10 radiale Erstreckung v. 26
E11 radiale Erstreckung v. 27
E12 radiale Erstreckung v. 28
E13 radiale Erstreckung v. 29
E14 radiale Erstreckung v. 30
E15 radiale Erstreckung v. 31
E16 radiale Erstreckung v. 32
E17 radiale Erstreckung v. 33
E18 radiale Erstreckung v. 34
E19 radiale Erstreckung v. 35
F axiale Kraft
L Länge v. 6 1 coaxial tube
2 containers
3 inner tube
4 outer tube
5 gap
6 spacers
7 tangential length section v. 1
8 turns
9 turn
10 turns
11 turn
12 turns
13 turn
14 turn
15 turn
16 turn
17 turn
18 tangential length section v. 1
19 conical length section v. 21
20 conical length section v. 21
21 intermediate stage
22 Location of 24th
23 Location of 24th
24 final stage of 1
25 coaxial tube
26 turn
27 turn
28 turn
29 turn
30 turns
31 turn
32 turn
33 turn
34 turn
35 turn
36 tangential length section v. 25th
37 external location 25th
38 outer location of 25th
39 inner layer from 25th
40 inner layer from 25th
41 tangential length section v. 25th
A axial distance v. 6
E radial extension of 8th
E1 radial extension from 9
E2 radial extension from 10th
E3 radial extension from 11
E4 radial extension from 12th
E5 radial extension from 13
E6 radial extension from 14
E7 radial extension from 15
E8 radial extension from 16
E9 radial extension from 17th
E10 radial extension from 26
E11 radial extension from 27
E12 radial extension from 28
E13 radial extension from 29
E14 radial extension from 30th
E15 radial extension from 31
E16 radial extension from 32
E17 radial extension from 33
E18 radial extension from 34
E19 radial extension from 35
F axial force
L length from 6

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines gewendelten Koaxialrohrs (1) für einen Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialrohr (1), ausgehend von einem sich tangential erstreckenden Längenabschnitt (7), zunächst unter Ver ringerung der radialen Erstreckung (E, E1-E4) von Win dung (8, 9, 10, 11) zu Windung (9, 10, 11, 12) und dann unter Vergrößerung der radialen Erstreckung (E5-E9) von Windung (13, 14, 15, 16) zu Windung (14, 15, 16, 17), auslaufend in einen tangentialen Längenabschnitt (18), mit einer doppelt konischen, mittig eingeschnürten Au ßenkontur schraubenlinienförmig gewickelt wird, und daß dann die spiralförmigen Windungen (8-17) unter paralle ler Ausrichtung der endseitigen tangentialen Längenab schnitte (7, 18) zweilagig axial zusammengeschoben wer den.1. A method for producing a coiled coaxial tube ( 1 ) for a heat exchanger, characterized in that the coaxial tube ( 1 ), starting from a tangentially extending length section ( 7 ), first with a reduction in the radial extent (E, E1-E4) from winding ( 8 , 9 , 10 , 11 ) to winding ( 9 , 10 , 11 , 12 ) and then increasing the radial extent (E5-E9) from winding ( 13 , 14 , 15 , 16 ) to winding ( 14 , 15 , 16 , 17 ), tapering into a tangential length section ( 18 ), with a double conical, centrally constricted outer contour is wound helically, and then the spiral turns ( 8-17 ) with parallel alignment of the end tangential Längenab sections ( 7 , 18 ) two layers axially pushed together who.

2. Verfahren zur Herstellung eines gewendelten Koaxialrohrs (25) für einen Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialrohr (25), ausgehend von einem sich tan gential erstreckenden Längenabschnitt (41), zunächst un ter Verringerung der radialen Erstreckung (E, E1-E4) von Windung (8, 9, 10, 11) zu Windung (9, 10, 11, 12), dann unter Vergrößerung der radialen Erstreckung (E5-E9) von Windung (13, 14, 15, 16) zu Windung (14, 15, 16, 17), anschließend unter Verringerung der radialen Erstreckung (E10-E14) von Windung (26, 27, 28, 29) zu Windung (27, 28, 29, 30) und letztlich unter Vergrößerung der radia len Erstreckung (E15-E19) von Windung (31, 32, 33, 34) zu Windung (32, 33, 34, 35), auslaufend in einen tangen tialen Längenabschnitt (36), mit einer vierfach koni schen, doppelt eingeschnürten Außenkontur schraubenlini enförmig gewickelt wird, und daß dann die spiralförmigen Windungen (8-17, 26-35) unter paralleler Ausrichtung der endseitigen tangentialen Längenabschnitte (41, 36) vier lagig axial zusammengeschoben werden.2. A method for producing a coiled coaxial tube ( 25 ) for a heat exchanger, characterized in that the coaxial tube ( 25 ), starting from a tan potential extending length section ( 41 ), first un ter reduction of the radial extent (E, E1-E4 ) from turn ( 8 , 9 , 10 , 11 ) to turn ( 9 , 10 , 11 , 12 ), then increasing the radial extent (E5-E9) from turn ( 13 , 14 , 15 , 16 ) to turn ( 14 , 15 , 16 , 17 ), then by reducing the radial extension (E10-E14) from turn ( 26 , 27 , 28 , 29 ) to turn ( 27 , 28 , 29 , 30 ) and finally increasing the radial extension ( E15-E19) from turn ( 31 , 32 , 33 , 34 ) to turn ( 32 , 33 , 34 , 35 ), tapering into a tangential length section ( 36 ), with a fourfold conical rule, double constricted outer contour is wound helically , and that then the spiral turns ( 8-17 , 26-35 ) under parallel Alignment of the end tangential longitudinal sections ( 41 , 36 ) four layers are axially pushed together.

3. Wärmetauscher, der in einem Behälter (2) ein gewendeltes Koaxialrohr (1, 25) aufweist, dessen Innenrohr (3) mit einem zu dem im Spalt (5) zwischen dem Innenrohr (3) und dem Außenrohr (4) geführten Fluid im Wärmeaustausch befindlichen Fluid beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialrohr (1, 25) mindestens zweilagig gestaltet ist und die parallel nebeneinander angeordneten Lagen (22, 23; 37-40) unter Ausbildung mehrerer Windungen (8-17; 26-35) spiralförmig gewickelt sind, wobei die in der radialen Erstreckung (E, E9, E10) größten Windungen (8, 17, 35) der Außenlagen (22, 23; 37, 38) in sich tangential erstreckende Längenabschnitte (7, 18; 41, 36) auslaufen.3. Heat exchanger, which has a coiled tube ( 1 , 25 ) in a container ( 2 ), the inner tube ( 3 ) of which leads to the fluid in the gap ( 5 ) between the inner tube ( 3 ) and the outer tube ( 4 ) Heat exchange fluid can be acted on, characterized in that the coaxial tube ( 1 , 25 ) is designed at least in two layers and the layers ( 22 , 23 ; 37-40 ) arranged parallel to one another in a spiral shape, with the formation of several turns ( 8-17 ; 26-35 ) are wound, the largest turns ( 8 , 17 , 35 ) of the outer layers ( 22 , 23 ; 37 , 38 ) in the radial extension (E, E9, E10) of tangentially extending longitudinal sections ( 7 , 18 ; 41 , 36 ) leak.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zweilagigen Koaxialrohr (1) die in der ra dialen Erstreckung (E4, E5) kleinsten Windung (12, 13) der beiden Lagen (22, 23) miteinander verbunden sind.4. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that in a two-layer coaxial tube ( 1 ) in the ra dialen extension (E4, E5) smallest turn ( 12 , 13 ) of the two layers ( 22 , 23 ) are interconnected.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem vierlagigen Koaxialrohr (25) einerseits die in der radialen Erstreckung (E4, E15) kleinsten Win dungen (12, 31) der beiden Außenlagen (37, 38) mit den in der radialen Erstreckung (E5, E14) kleinsten Windungen (13, 30) der jeweils benachbarten Innenlage (39, 40) und andererseits die in der radialen Erstrec kung (E9, E10) größten Windungen (17, 26) der Innenlagen (39, 40) miteinander verbunden sind.5. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that in a four-layer coaxial tube ( 25 ) on the one hand in the radial extent (E4, E15) smallest Win applications ( 12 , 31 ) of the two outer layers ( 37 , 38 ) with those in the radial Extension (E5, E14) smallest turns ( 13 , 30 ) of the adjacent inner layer ( 39 , 40 ) and on the other hand the largest turns ( 17 , 26 ) of the inner layers ( 39 , 40 ) in the radial extension (E9, E10) of the inner layers ( 39 , 40 ) are connected.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (3) durch Abstandshal ter (6) zum Außenrohr (4) distanziert ist.6. Heat exchanger according to one of claims 3 to 5, characterized in that the inner tube ( 3 ) by spacer ter ( 6 ) to the outer tube ( 4 ) is spaced.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (6) stegartig ausgebildet sind.7. Heat exchanger according to claim 6, characterized in that the spacers ( 6 ) are web-like.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abstandshalter (6) sich parallel zur Längsachse des Koaxialrohrs (1, 25) erstrecken.8. Heat exchanger according to claim 6 or 7, characterized in that the spacers ( 6 ) extend parallel to the longitudinal axis of the coaxial tube ( 1 , 25 ).

9. Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abstandshalter (6) einen wendelförmi gen Verlauf aufweisen.9. Heat exchanger according to claim 6 or 7, characterized in that the spacers ( 6 ) have a wendelförmi gene course.

10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (6) in Umfangs richtung des Spalts (5) zwischen dem Innenrohr (3) und dem Außenrohr (4) zueinander versetzt angeordnet sind.10. Heat exchanger according to one of claims 6 to 9, characterized in that the spacers ( 6 ) in the circumferential direction of the gap ( 5 ) between the inner tube ( 3 ) and the outer tube ( 4 ) are arranged offset to one another.

11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (6) in Längsrichtung des Koaxialrohrs (1, 25) zueinander ver setzt angeordnet sind.11. Heat exchanger according to one of claims 6 to 10, characterized in that the spacers ( 6 ) in the longitudinal direction of the coaxial tube ( 1 , 25 ) to each other are arranged ver.

12. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der Abstandshalter (6) etwa dem Ab stand (A) von zwei in Längsrichtung des Koaxialrohrs (1, 25) aufeinander folgenden Abstandshaltern (6) ent spricht. 12. Heat exchanger according to claim 11, characterized in that the length (L) of the spacer ( 6 ) from about the stand (A) of two in the longitudinal direction of the coaxial tube ( 1 , 25 ) successive spacers ( 6 ) speaks ent.

13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (3) auf seiner inneren und/oder äußeren Oberfläche profiliert ist.13. Heat exchanger according to one of claims 3 to 12, characterized in that the inner tube ( 3 ) is profiled on its inner and / or outer surface.

14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Innenrohr (3) als auch das Außenrohr (4) aus metallischen Werkstoffen bestehen.14. Heat exchanger according to one of claims 3 to 13, characterized in that both the inner tube ( 3 ) and the outer tube ( 4 ) consist of metallic materials.

15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Innenrohr (3) als auch das Außenrohr (4) aus Nichteisenmetallen bestehen.15. Heat exchanger according to one of claims 3 to 14, characterized in that both the inner tube ( 3 ) and the outer tube ( 4 ) consist of non-ferrous metals.

16. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Innenrohr (3) als auch das Außenrohr (4) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen.16. Heat exchanger according to one of claims 3 to 15, characterized in that both the inner tube ( 3 ) and the outer tube ( 4 ) consist of copper or a copper alloy.

17. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (3) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet ist und das Außenrohr (4) aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.17. Heat exchanger according to one of claims 3 to 13, characterized in that the inner tube ( 3 ) is formed from copper or a copper alloy and the outer tube ( 4 ) consists of a thermoplastic material.