DE19913459C1 - Coiled heat exchanger has semi-cylinder hollow bodies in the center with a spiral dividing plate in the coil body forming spiral channels for a simple and effective heat exchange between fluids at high temps - Google Patents

Abstract

The coiled heat exchanger (1) has a coil body (3) within a cylinder housing (2). Two semi-cylinder hollow bodies (4,5) are in the center, with two spiral guide rods from them, and a one-piece dividing plate (28) is wound round the spiral body (3) in two windings (35,36). The structure forms spiral channels (19,20), with their ends closed by rods (30) along the longitudinal line of the housing (2). Half-moon shaped inserts (41) are between the radially outer coil sections (40) of the dividing plate (28), the closure rods (30) and the inner surface (39) of the housing (2). Connections (12) are at the end walls of the hollow bodies (4,5) for the inflow and outflow of the fluid where the heat is exchanged. The ends of the guide rods are welded (37) to the edges of the dividing plate (28).

Description

Aus der der FR 2 596 144 A1 ist ein Spiralwärmeaustau­ scher bekannt, der durch Wickeln eines Blechstreifens ge­ bildet wird. Hierbei wird der Blechstreifen zunächst ho­ rizontal ausgerichtet. Er besteht aus zwei Längenab­ schnitten. Ein Längenabschnitt ist vollkommen eben ausge­ bildet, während der andere Längenabschnitt mit örtlichen Ausprägungen versehen ist. Ein Teil dieser Ausprägungen steht benachbart zum ebenen Längenabschnitt in die eine Richtung vor, während auf dem restlichen Längenabschnitt die Ausprägungen zur anderen Seite hin gerichtet sind.FR 2 596 144 A1 is a spiral heat exchanger shear known, the ge by winding a sheet metal strip is forming. Here, the metal strip is ho first aligned horizontally. It consists of two lengths cut. A length section is completely flat forms, while the other longitudinal section with local Is provided. Part of these forms is adjacent to the flat length in one Direction forward while on the remaining stretch the expressions are directed towards the other side.

Zum Wickeln werden im Übergangsbereich zwischen den bei­ den Längenabschnitten des Blechstreifens an seinen beiden Rändern und zu beiden Seiten halbkreisförmige Wickel­ scheiben fixiert. Die an jedem Rand des Blechstreifens liegenden Wickelscheiben sind in Längsrichtung des Blech­ streifens zueinander versetzt. Alle Wickelscheiben haben jedoch eine gemeinsame Wickelachse. Durch Drehen der Wickelscheiben um diese Wickelachse werden die Längenab­ schnitte um die Wickelscheiben gezogen. Hierbei steht der mit den Ausprägungen versehene Längenabschnitt permanent unter dem Einfluss einer Zugkraft.For winding in the transition area between the the lengths of the metal strip on its two Edges and semicircular wraps on both sides discs fixed. The one on each edge of the metal strip horizontal winding discs are in the longitudinal direction of the sheet  stripes offset from each other. All winding discs have however, a common winding axis. By turning the Winding disks around this winding axis are the lengths cuts drawn around the winding disks. Here is the the length section provided with the characteristics permanent under the influence of a pulling force.

Beim Wickeln gelangen während der ersten Umdrehung zunächst die der Wickelachse benachbarten ebenen Ober­ flächen der Längenabschnitte in einen Kontakt mit den ge­ krümmten Oberflächen der Wickelscheiben. Hierbei stellen die an die Wickelscheiben angrenzenden Ausprägungen die radiale Breite des dadurch erzeugten Spiralkanals sicher. Haben die Wickelscheiben etwa eine ganze Umdrehung zu­ rückgelegt, werden in von Ausprägungen freien Randstrei­ fen des Längenabschnitts mit den Ausprägungen im Quer­ schnitt U-förmige, mit den Schenkeln nach außen weisende Profile angeschweißt und in die U-Profile nicht verform­ bare Rundprofile eingelegt. Auch die U-Profile mit den eingelegten Rundprofilen werden permanent unter einer Zugkraft gehalten.When winding, pass during the first revolution first the flat upper adjacent to the winding axis surfaces of the longitudinal sections in contact with the ge curved surfaces of the winding disks. Place here the forms adjacent to the winding disks radial width of the spiral channel created in this way. Have the winding discs about a full turn are covered in border stripes free of characteristics fen of the length section with the characteristics in the transverse cut U-shaped, with the thighs facing outwards Profiles welded on and not deformed into the U-profiles bare round profiles inserted. Even the U profiles with the inserted round profiles are permanently under one Traction maintained.

Beim weiteren Wickeln bilden folglich die Ausprägungen einen Spiralkanal, während durch die U-Profile mit den eingelegten Rundprofilen der andere Spiralkanal erzeugt wird.The further forms thus form the characteristics a spiral channel, while through the U-profiles with the inserted round profiles the other spiral channel creates becomes.

Ist der Blechstreifen nahezu aufgewickelt, werden die En­ den der beiden Längenabschnitte miteinander verschweißt und es wird endseitig des Längenabschnitts mit den Aus­ prägungen ein ebener Blechstreifen auf der den Ausprägun­ gen abgewandten Seite angeschweißt und dann noch eine weitere Umdrehung vollzogen, so dass dieser weitere Blechstreifen den Mantel des zu fertigenden Spiralkörpers bildet. Nach der Umdrehung wird das freie Ende des weite­ ren Blechstreifens außenseitig des so hergestellten Man­ tels verschweißt.If the sheet metal strip is almost wound up, the En that of the two longitudinal sections welded together and it becomes the end of the length section with the off Embossing a flat sheet metal strip on the stamp welded on the opposite side and then another another turn, so this one more Sheet metal strips the jacket of the spiral body to be manufactured forms. After the turn, the free end of the wide  ren sheet metal strip on the outside of the man so produced welded.

Letztlich werden die Wickelscheiben sowie die Rundprofile entfernt, die Randkanten der Längenabschnitte mit den Schenkeln der U-Profile verschweißt und an die Stirnsei­ ten der durch die Wickelscheiben gebildeten inneren Zen­ tralkanäle Gehäuse geschweißt, die später der Zu- und Ab­ führung der im Wärmeaustausch stehenden Fluide dienen.Ultimately, the winding discs as well as the round profiles removed, the marginal edges of the longitudinal sections with the Legs of the U-profiles welded and to the forehead th of the inner zen formed by the winding disks tral channels welded housing, which later the inlet and outlet serve the fluids in heat exchange.

Der Herstellungsaufwand ist im bekannten Fall groß. Dies ist zunächst dadurch begründet, dass ein Blechstreifen mit punktuellen Ausprägungen versehen werden muss. Ferner ist es notwendig, in die U-Profile stabilisierende Rund­ profile einzuziehen, um das gewünschte radiale Maß des entsprechenden ausprägungsfreien Spiralkanals gewährlei­ sten zu können. Die Ausprägungen erzeugen aber hohe Strö­ mungswiderstände. Umlenkkanäle sind nicht vorhanden. Eine Verbreiterung der Spiralkanäle ist aufgrund der be­ schränkten Tiefziehbarkeit der Ausprägungen über ein be­ stimmtes Maß hinaus nicht möglich. Da lediglich ein Spi­ ralkanal hinsichtlich seiner Breite durch die Ausprägun­ gen bestimmt ist, können nur solche Medien in einen Wär­ meaustausch gebracht werden, wo ein geringer Druckunter­ schied vorhanden ist. Das Einsatzspektrum ist beschränkt. Ein Einsatz in der Hochtemperaturbrennstoffzellentechnik ist nicht vorstellbar.The manufacturing effort is great in the known case. This is initially due to the fact that a sheet metal strip must be provided with specific characteristics. Further it is necessary to stabilize the U-profiles round indent profiles to the desired radial dimension of the guarantee the corresponding expression-free spiral channel to be able to. However, the characteristics generate high currents resistance. Deflection channels are not available. A Widening of the spiral channels is due to the be restricted deep-drawing of the expressions via a be certain extent not possible. Since only a game ralkanal in terms of its width due to the characteristics conditions, only such media can be used in a heat be replaced where there is a slight pressure drop is available. The range of uses is limited. An application in high-temperature fuel cell technology is inconceivable.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Spiralwärmeaustauscher sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, bei welchen eine einfache Fertigung und ein Einsatz auch bei Höchst­ temperaturen zweier im Wärmetausch stehender Medien mög­ lich ist. The invention is based on the prior art Task based on a spiral heat exchanger and a To create processes for its manufacture, in which simple manufacture and use even at Höchst temperatures of two media in heat exchange possible is.  

Was die Lösung des gegenständlichen Teils der Aufgabe an­ langt, so wird diese in den Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ sehen.As for the solution of the objective part of the task reaches, this is ge in the features of claim 1 see.

Im Zentralbereich des Spiralkörpers befinden sich nunmehr zwei halbzylindrische Hohlkörper, die jeweils einen durch eine Querwand voneinander getrennten Zuströmraum und Ab­ strömraum aufweisen. Jeder Zuströmraum eines Hohlkörpers steht mit dem koaxialen Abströmraum dadurch in Verbin­ dung, dass durch die Leitstäbe und das Trennblech gebil­ dete Spiralkanäle von innen nach außen verlaufen und diese im äußeren Umfangsbereich des Spiralkörpers durch bogenförmig geführte flexible Trennelemente begrenzt sind. Dadurch wird jedes Fluid gezwungen, von einem Zu­ strömraum spiralförmig nach außen zu strömen, dort seine Richtung zu ändern und dann wieder spiralförmig nach in­ nen in den Abströmraum zu strömen. Dies eröffnet in vor­ teilhafter Weise die Möglichkeit, im Wärmeaustausch Gleichstrom- oder Gegenstromeffekte zu bewirken, je nach­ dem, welche Fluide im Wärmeaustausch stehen. Die Spi­ ralkanäle sind genau definiert, so dass die Fluide weit­ gehend querstromfrei in den Spiralkanälen strömen können und die Oberflächen des die Spiralkanäle begrenzenden Trennblechs optimal kontaktiert werden.Now are in the central area of the spiral body two semi-cylindrical hollow bodies, each one through a transverse wall separate inflow space and Ab have flow space. Every inflow space of a hollow body stands in connection with the coaxial outflow space that by the guide rods and the divider dete spiral channels run from the inside to the outside and this in the outer peripheral region of the spiral body limited flexible dividing elements are. This forces each fluid from one to the other to flow outward in a spiral, there its Change direction and then spiral back in to flow into the outflow area. This opens up in front partial possibility of exchanging heat To cause cocurrent or countercurrent effects, depending on which fluids are in heat exchange. The Spi Canal channels are precisely defined so that the fluids are wide can flow in the spiral channels without cross flow and the surfaces of the spiral channels delimiting Divider can be optimally contacted.

Die radiale Breite der Spiralkanäle kann über die Leit­ stäbe exakt bestimmt werden. Relevante Strömungswider­ stände sind in den Spiralkanälen im Prinzip nicht vorhan­ den. Auch können die im Wärmeaustausch stehenden Fluide hohe unterschiedliche Drücke sowie Temperaturen aufwei­ sen.The radial width of the spiral channels can be determined via the guide rods can be determined exactly. Relevant flow resistance In principle, levels are not available in the spiral channels the. The fluids in heat exchange can also high different pressures and temperatures sen.

Die Fertigung sowohl der halbzylindrischen Hohlkörper als auch die Verbindung der Leitstäbe, Abschlusstäbe und Trennelemente untereinander sowie mit den Hohlkörpern bzw. dem Trennblech ist mit den üblichen Verfahren auch im Sinne einer Massenproduktion ohne weiteres durchführ­ bar. Es wird problemlos ein nach außen hermetisch abge­ dichteter Spiralkörper geschaffen.The manufacture of both the semi-cylindrical hollow body also the connection of the guide rods, end rods and Separators with each other and with the hollow bodies or the divider is also with the usual methods  in the sense of mass production bar. It is easily sealed off from the outside sealed spiral body created.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird in den Merkmalen des Anspruchs 2 gesehen. Hierbei sind die Spi­ ralkanäle von einem doppellagigen Trennblech begrenzt. Eine solche Ausführungsform gewährleistet eine außeror­ dentlich hohe Sicherheit im Hinblick auf einen bei even­ tuellen Leckagen unmittelbaren Kontakt der im Wärme­ austausch stehenden Fluide. Der Spalt zwischen den beiden Trennblechen ist dann als Leckageraum wirksam.A particularly advantageous embodiment is shown in the Features of claim 2 seen. Here are the Spi ral channels delimited by a double-layer divider. Such an embodiment ensures an exception Really high security with regard to an even Leakages direct contact in the heat exchange fluids. The gap between the two Divider is then effective as a leakage space.

Zur Bildung der einen Übertritt der Fluide von den Hohl­ körpern in die Spiralkanäle und umgekehrt gewährleisten­ den Schlitze brauchen die Längswände entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 nur an einer Längswandseite mehrfach U-förmig ausgenommen zu werden, wobei die Böden der Ausnehmungen zu den Zuströmräumen oder Abströmräumen hin schräg abfallend ausgebildet sind. Entsprechend sind dann die benachbarten Längsränder der Schalenwände eben­ falls mit Abschrägungen versehen.To form a transfer of fluids from the hollow bodies in the spiral channels and vice versa The slots need the longitudinal walls according to the Features of claim 3 only on a longitudinal wall side to be recessed several times in a U-shape, the floors of the recesses to the inflow or outflow spaces are sloping towards it. Are accordingly then the adjacent longitudinal edges of the shell walls even if bevelled.

Nach Anspruch 4 werden die Leitstäbe zwischen den Schlit­ zen im rechten Winkel zu den Außenflächen an die Längs­ wände geschweißt. Die an den Stirnseiten des Spiralkör­ pers verlaufenden Leitstäbe werden nach dem Wickeln mit den Rändern des Trennblechs und mit den Abschlussstäben verschweißt.According to claim 4, the guide rods between the Schlit zen at right angles to the outer surfaces of the longitudinal walls welded. The on the front of the spiral body Pers extending guide rods are with after winding the edges of the divider and with the end rods welded.

Damit die bogenförmig geführten Trennelemente einwandfrei gewickelt werden können, sind sie gemäß Anspruch 5 bevor­ zugt durch Drahtseile gebildet.So that the arched dividing elements work flawlessly can be wound, they are according to claim 5 before trains formed by wire ropes.

Diese Drahtseile werden anhand der Merkmale des Anspruchs 6 mit den Leitstäben durch Kupplungshülsen verbunden, die danach so flach gedrückt werden, dass sie der radialen Breite der Spiralkanäle genau angepasst sind.These wire ropes are based on the features of the claim 6 connected to the guide rods by coupling sleeves that  then be pressed so flat that they are radial Width of the spiral channels are precisely adjusted.

Je nach den jeweiligen Größenordnungen bzw. Erfordernis­ sen kann es entsprechend Anspruch 7 vorteilhaft sein, dass einander benachbarte Leitstäbe durch sich quer zu ihnen erstreckende Flachleisten geringerer Höhe auf Ab­ stand zueinander distanziert sind. Diese Flachleisten stellen somit keine relevanten Strömungswiderstände in den Spiralkanälen dar.Depending on the respective sizes or requirements sen it may be advantageous according to claim 7 that mutually adjacent guide rods through themselves them extending flat strips of lower height on Ab stood apart from each other. These flat strips thus do not represent any relevant flow resistance in the spiral channels.

Die an den Stirnwänden der Hohlkörper vorgesehenen An­ schlüsse werden nach Anspruch 8 vorzugsweise durch mit den Stirnwänden verschweißte rohrförmige Stutzen gebil­ det.The provided on the end walls of the hollow body conclusions are preferably according to claim 8 with tubular end pieces welded to the end walls det.

Der in ein Gehäuse als stützender Mantel einfügbare Spi­ ralkörper soll in Längsrichtung relativ zum Gehäuse be­ wegbar sein. Dazu kann es vorteilhaft sein, wenn gemäß Anspruch 9 die Stirnseiten des Gehäuses mit Deckeln ver­ schlossen sind. Die Deckel sind zu den Anschlüssen, bei­ spielsweise den Stutzen, relativbeweglich angeordnet. Da­ durch kann es keine Spannungen zwischen dem Gehäuse und dem Spiralkörper geben.The spi that can be inserted into a housing as a supporting jacket Ral body should be in the longitudinal direction relative to the housing be moveable. For this purpose, it can be advantageous if according to Claim 9 ver the front of the housing with lids are closed. The lids are at the connections, at for example, the nozzle, arranged relatively movable. There due to there can be no tension between the case and give the spiral body.

Eine gleichmäßige umfangsseitige Abstützung des Spiral­ körpers im Gehäuse wird mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erzielt. Danach sind die Bereiche zwischen den jeweils äußeren Windungsabschnitten des Trennblechs, den Ab­ schlussstäben und der Innenfläche des Gehäuses durch mondsichelförmige Einbauten ausgefüllt. Die Länge der Einbauten ist der Länge des Spiralkörpers angepasst.Even circumferential support of the spiral body in the housing with the features of the claim 10 scored. After that, the areas are between each outer winding sections of the partition, the Ab end rods and the inner surface of the housing Filled crescent-shaped internals. The length of the Internals is adapted to the length of the spiral body.

In Abhängigkeit von den jeweiligen Erfordernissen können entsprechend Anspruch 11 die Einbauten an ihren Stirnsei­ ten mit den Abschlussstutzen und den benachbarten Win­ dungsabschnitten des Trennblechs verschweißt sein. Es wird auf diese Weise ein komplett einbaufertiger Spiral­ körper zur Verfügung gestellt.Depending on the particular needs according to claim 11, the internals on their forehead with the end connections and the neighboring winches  tion sections of the partition plate are welded. It becomes a completely ready-to-install spiral body provided.

Im Hinblick darauf, dass ein Einsatz des erfindungsge­ mäßen Spiralwärmeaustauschers auch bei hohen Temperatu­ ren, wie z. B. bei etwa 950°C in der sogenannten Hochtem­ peraturbrennstoffzellentechnik vorgesehen ist, sind nach Anspruch 12 der Spiralkörper und das Gehäuse aus einem korrosions- und hitzebeständigen Edelstahl gebildet.In view of the fact that use of the fiction moderate spiral heat exchanger even at high temperatures ren, such as B. at about 950 ° C in the so-called Hochtem Temperature fuel cell technology is provided according to Claim 12 of the spiral body and the housing from one corrosion and heat resistant stainless steel.

Die Lösung des verfahrenstechnischen Teils der der Erfin­ dung zugrundeliegenden Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Danach werden zunächst die Längs­ wände, die Schalenwände, die Querwände und die Stirnwände für die halbzylindrischen Hohlkörper gefertigt und an­ schließend zusammengeschweißt. Dann werden die Leitstäbe im rechten Winkel zu den Außenflächen zwischen die Schlitze und endseitig an die Längswände geschweißt. Vorab können die Leitstäbe mit den Abschlussstäben und den Trennelementen verbunden werden. Es ist aber auch eine Verbindung der Leitstäbe mit den Abschlussstäben und den Trennelementen nach dem Anschweißen der Leitstäbe an die Längswände der Hohlkörper denkbar. Somit werden vor­ montierte Baueinheiten bereitgestellt.The solution of the procedural part of the Erfin The underlying task is carried out with the characteristics of Claim 13. Then first the longitudinal walls, the shell walls, the transverse walls and the end walls made for the semi-cylindrical hollow body and finally welded together. Then the guiding rods at right angles to the outer surfaces between the Slots and welded to the longitudinal walls at the ends. The guide rods with the end rods and the separators are connected. It is also a connection of the guide rods with the end rods and the separating elements after welding the guide rods the longitudinal walls of the hollow body are conceivable. Thus, before assembled units provided.

Parallel zu der Fertigung der Vormontagebaueinheiten wird das hinsichtlich der Länge vorbestimmte Trennblech im mittleren Längenbereich mit einer stufenartigen S-förmi­ gen Abkantung versehen. Die neben der Abkantung sich in entgegengesetzte Richtungen erstreckenden Längenab­ schnitte des Trennblechs verlaufen in parallelen Ebenen. Anschließend werden die aus den Leitstäben, den Ab­ schlussstäben, den Trennelementen und den Hohlkörpern be­ stehenden Vormontagebaueinheiten so beiderseits an der Abkantung lagefixiert, dass die Leitstäbe sich parallel zu den Längenabschnitten des Trennblechs auf deren einan­ der abgewandten Oberflächen erstrecken.Parallel to the production of the pre-assembly units the predetermined length in the partition middle length range with a step-like S-shaped provided with a bevel. The next to the bevel opposite directions cuts of the divider run in parallel planes. Then the from the staff, the Ab closing rods, the separating elements and the hollow bodies standing pre-assembly units on both sides of the Bending fixed that the guide rods are parallel  to the length sections of the divider on them of the facing surfaces.

Danach erfolgt der Wickelvorgang, wobei die Hohlkörper um eine gemeinsame Wickelachse gedreht werden und durch ent­ sprechende, insbesondere federnd gelagerte, Andrückmit­ tel, z. B. in Form von Spanngurten, sichergestellt ist, dass nahezu spaltfreie Spiralkanäle erzeugt werden. Auf diese Weise kann trotz fehlender Elastizität der Leit­ stäbe eine gute Dichtung und somit eine weitgehend quer­ stromfreie Führung der Fluide in den Spiralkanälen ge­ währleistet werden.Then the winding process takes place, with the hollow body around a common winding axis can be rotated and by ent speaking, in particular spring-loaded, pressure tel, e.g. B. is ensured in the form of tension belts, that almost gap-free spiral channels are created. On this way the guide can be used despite the lack of elasticity would have a good seal and thus a largely transverse current-free guidance of the fluids in the spiral channels be guaranteed.

Letztlich werden die Abschlussstäbe mit den benachbarten Windungsabschnitten des Trennblechs verschweißt.Ultimately, the end bars are with the neighboring ones Turned sections of the partition plate welded.

Entsprechend Anspruch 14 werden die stirnseitig des Spi­ ralkörpers befindlichen Leitstäbe mit den Rändern des Trennblechs verschweißt. Die anderen Leitstäbe liegen aufgrund des speziellen Wickelvorgangs stramm und dicht zwischen dem Trennblech. Querströmungen sind dadurch weitgehend ausgeschlossen.According to claim 14, the front of the Spi ralkörpers located with the edges of the Partition plate welded. The other guidelines are due to the special winding process tight and tight between the divider. Cross currents are thereby largely excluded.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15 werden nach der Fer­ tigung des Spiralkörpers dieser in das Gehäuse einge­ setzt, dann die mondsichelförmigen Einbauten eingeglie­ dert und anschließend diese Einbauten mit den Abschlussstäben und den angrenzenden Windungsabschnitten des Trennblechs verschweißt. Der Spiralkörper hat dann einen weitgehend kreisförmigen Querschnitt.According to the features of claim 15 after the Fer the spiral body into the housing sets, then the crescent-shaped internals changed and then these internals with the End bars and the adjacent winding sections of the partition plate welded. The spiral body then has a largely circular cross-section.

Die Anschlüsse an den Stirnwänden der Hohlkörper können entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 16 vor oder nach dem Eingliedern des Spiralkörpers in das Gehäuse ange­ schweißt werden. The connections on the end walls of the hollow body can according to the features of claim 16 before or after the incorporation of the spiral body in the housing be welded.  

Die Deckel des Gehäuses werden nach Anspruch 17 stirnsei­ tig eingeschweißt, wenn der Spiralkörper im Gehäuse lage­ orientiert ist. Sie besitzen Durchbrechungen für die An­ schlüsse. Auf diese Weise werden Zwängungen zwischen dem Spiralkörper und dem Gehäuse vermieden.The cover of the housing are frirnsei according to claim 17 welded in if the spiral body was in the housing is oriented. They have openings for the An conclusions. In this way, constraints between the Spiral body and the housing avoided.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on in the drawings gene illustrated embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 im Schema eine Stirnansicht auf einen Spiral­ wärmeaustauscher; Figure 1 in the diagram an end view of a spiral heat exchanger.

Fig. 2 einen horizontalen Teillängsschnitt durch den Spiralwärmeaustauscher der Fig. 1 entlang der Linie II-II; Fig. 2 is a horizontal partial longitudinal section through the spiral heat exchanger of Figure 1 along the line II-II.

Fig. 3 im Schema eine Stirnansicht auf einen Spiral­ wärmeaustauscher gemäß einer weiteren Ausfüh­ rungsform; Figure 3 is a front view of a spiral heat exchanger according to a further embodiment in the diagram.

Fig. 4 einen horizontalen Teillängsschnitt durch die Darstellung der Fig. 3 entlang der Linie IV- IV; Fig. 4 is a horizontal partial longitudinal section through the representation of Figure 3 along the line IV-IV.

Fig. 5 in der Perspektive eine Vormontagebaueinheit für den Spiralkörper eines Spiralwärme­ austauschers gemäß den Fig. 1 bis 4; Fig. 5 in perspective a preassembly for the spiral body of a spiral heat exchanger according to Figures 1 to 4.

Fig. 6 den Ausschnitt VI der Fig. 5 in vergrößerter perspektivischer Darstellung, teilweise im Schnitt; Fig. 6 is the section VI of Figure 5 in an enlarged perspective view, partially in section.

Fig. 7 in nochmals vergrößertem Maßstab eine Stirn­ ansicht auf die Darstellung der Fig. 6 gemäß dem Pfeil VII, teilweise im Schnitt; Fig. 7 in a further enlarged scale an end view of the representation of Figure 6 according to the arrow VII, partially in section;

Fig. 9 eine Seitenansicht der Darstellung der Fig. 8 gemäß dem Pfeil IX und Fig. 9 is a side view of the illustration of Fig. 8 according to the arrow IX and

Fig. 10 im Schema in der Stirnansicht eine Vorrich­ tung zum Wickeln eines Spiralkörpers für einen Spiralwärmeaustauscher der Fig. 1 und 2. Fig. 10 in the diagram in the end view of a Vorrich tung for winding a coil body for a spiral heat exchanger of Figs. 1 and 2.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Spiralwärmeaustau­ scher für zwei Fluide mit unterschiedlichen Temperaturen bezeichnet. Der Spiralwärmeaustauscher 1 weist ein zylin­ drisches Gehäuse 2 aus Edelstahl sowie einen in das Ge­ häuse 2 relativ beweglich eingesetzten Spiralkörper 3 auf.In Figs. 1 and 2 is referred to shear for two fluids of different temperatures with a 1 Spiralwärmeaustau. The spiral heat exchanger 1 has a cylin drical housing 2 made of stainless steel and in the Ge housing 2 relatively movable spiral body 3 .

Der Spiralkörper 3 besitzt in seinem Zentralbereich zwei neben einer Mittellängsebene MLE angeordnete und zueinan­ der radial versetzte halbzylindrische Hohlkörper 4, 5.In its central region, the spiral body 3 has two semi-cylindrical hollow bodies 4 , 5, which are arranged next to a central longitudinal plane MLE and to each other radially offset.

Wie die Fig. 1, 2, 6 und 7 ferner erkennen lassen, setzt sich jeder Hohlkörper 4, 5 (in den Fig. 6 und 7 ist nur der Hohlkörper 5 dargestellt) aus zwei koaxial ausgerichteten ebenen Längswänden 6, einer zu den Längs­ wänden 6 konkav gekrümmten Schalenwand 7, einer in der Mittelquerebene MQE zwischen den beiden Längswänden 6 eingezogenen Querwand 8 und zwei Stirnwänden 9 zusammen. Die Längswände 6, die Schalenwand 7, die Querwand 8 und die Stirnwände 9 sind miteinander verschweißt. Sie beste­ hen aus Edelstahl.As can be seen in FIGS. 1, 2, 6 and 7, each hollow body 4 , 5 (only the hollow body 5 is shown in FIGS. 6 and 7) consists of two coaxially aligned flat longitudinal walls 6 , one of the longitudinal walls 6 concavely curved shell wall 7 , a transverse wall 8 drawn in in the central transverse plane MQE between the two longitudinal walls 6 and two end walls 9 together. The longitudinal walls 6 , the shell wall 7 , the transverse wall 8 and the end walls 9 are welded together. They are made of stainless steel.

Auf diese Weise werden in jedem Hohlkörper 4, 5 ein Zu­ strömraum 10 und ein dazu koaxialer Abströmraum 11 gebil­ det. Die Zuströmräume 10 und Abströmräume 11 sind mit An­ schlüssen 12 zur Zu- und Abführung der im Wärmeaustausch stehenden Fluide versehen. Diese Anschlüsse 12 werden durch mit den Stirnwänden 9 verschweißte rohrförmige Stutzen gebildet.In this way, a flow chamber 10 and a coaxial discharge chamber 11 are formed in each hollow body 4 , 5 . The inflow spaces 10 and outflow spaces 11 are provided with connections 12 for supplying and discharging the fluids in heat exchange. These connections 12 are formed by tubular connecting pieces welded to the end walls 9 .

An einem Längsrand 13 der Längswände 6 der Hohlkörper 4, 5 (Fig. 6 und 7) sind mehrere Schlitze 14 vorgesehen. Diese Schlitze 14 sind einerseits durch randseitige U- förmige Ausnehmungen 15 an den Längswänden 6 gebildet. Die Böden 16 der Ausnehmungen 15 sind in Richtung zu den Zuströmräumen 10 und Abströmräumen 11 abfallend ausgebil­ det. Andererseits sind die den Ausnehmungen 15 gegenüber­ liegenden Längsränder 17 der Schalenwände 7 mit Abschrä­ gungen 18 versehen. Die Längsränder 17 laufen spitz aus.A plurality of slots 14 are provided on a longitudinal edge 13 of the longitudinal walls 6 of the hollow bodies 4 , 5 ( FIGS. 6 and 7). These slots 14 are formed on the one hand by edge-shaped U-shaped recesses 15 on the longitudinal walls 6 . The bottoms 16 of the recesses 15 are inclined in the direction of the inflow spaces 10 and outflow spaces 11 . On the other hand, the longitudinal edges 17 of the shell walls 7 lying opposite the recesses 15 are provided with bevels 18 . The longitudinal edges 17 are pointed.

Umfangsseitig der Hohlkörper 4, 5 erstrecken sich von den Schlitzen 14 an den Hohlkörpern 4, 5 ausgehende Spi­ ralkanäle 19, 20. Die Spiralkanäle 19, 20 werden, wie die Fig. 1, 2 und 5 bis 7 zu erkennen geben, durch Leit­ stäbe 21-27 aus Edelstahl sowie durch ein einteiliges Trennblech 28 ebenfalls aus Edelstahl begrenzt (siehe auch Fig. 8). Die Leitstäbe 21-27 haben einen quadrati­ schen Querschnitt. In der Nähe der Hohlkörper 4, 5 sind die Leitstäbe 21-27 durch sich quer zu ihnen erstreckende Flachleisten 29 geringerer Höhe auf Abstand zueinander distanziert (Fig. 6). Auch die Flacheisen 29 bestehen aus Edelstahl. Die stirnseitigen Leitstäbe 21, 27 sind an ihren den Hohlkörpern 4, 5 abgewandten Enden durch im Querschnitt ebenfalls quadratische Abschlussstäbe 30 aus Edelstahl miteinander durch Schweißung rahmenartig ver­ bunden. Wie insbesondere die Fig. 5 erkennen lässt, sind die an die Hohlkörper 4, 5 im Bereich der Zuströmräume 10 angeschweißten Leitstäbe 22, 23 zwischen den in der Mit­ telquerebene MQE der Hohlkörper 4, 5 sich erstreckenden Leitstäben 24 und den stirnseitigen Leitstäben 21 mit den Leitstäben 26, 25 zwischen den Leitstäben 24 und den Leitstäben 27 benachbart zu den Anschlussstäben 30 durch flexible Trennelemente 31, 32 in Form von Drahtseilen verbunden.The circumferential side of the hollow bodies 4 , 5 extend from the slots 14 on the hollow bodies 4 , 5 outgoing spiral channels 19 , 20th The spiral channels 19 , 20 are, as shown in FIGS. 1, 2 and 5 to 7, by guide rods 21-27 made of stainless steel and a one-piece separating plate 28 also made of stainless steel (see also Fig. 8). The guide rods 21-27 have a quadratic cross-section. In the vicinity of the hollow bodies 4 , 5 , the guide rods 21-27 are spaced apart from one another by flat strips 29 of lower height extending transversely to them ( FIG. 6). The flat iron 29 are made of stainless steel. The end-side guide rods 21 , 27 are at their ends facing away from the hollow bodies 4 , 5 by square cross-section end rods 30 made of stainless steel with each other by welding like a frame. As can be seen in particular in FIG. 5, the guide rods 22 , 23 welded to the hollow bodies 4 , 5 in the region of the inflow spaces 10 are between the guide rods 24 , which extend in the median plane MQE of the hollow bodies 4 , 5 , and the end-side guide rods 21 with the Guide rods 26 , 25 between the guide rods 24 and the guide rods 27 adjacent to the connecting rods 30 are connected by flexible separating elements 31 , 32 in the form of wire cables.

Die Verbindung der Leitstäbe 22, 23, 25, 26 mit den flexiblen Trennelementen 31, 32 erfolgt durch Kupplungs­ hülsen 38. Nach dem Verbinden werden die Kupplungshülsen 38 flachgedrückt, so dass sie den Strömungsquerschnitt der Spiralkanäle 19, 20 nicht relevant beeinträchtigen.The connection of the guide rods 22 , 23 , 25 , 26 with the flexible separating elements 31 , 32 is carried out by coupling sleeves 38 . After the connection, the coupling sleeves 38 are pressed flat so that they do not have a relevant effect on the flow cross section of the spiral channels 19 , 20 .

Somit ist aus den Fig. 1, 2 und 5 deutlich zu erken­ nen, dass die Fluide von den Anschlüssen 12 aus über die Zuströmräume 10 in die an diese über die Schlitze 14 an­ geschlossenen Spiralkanäle 19, 20 gelangen können, am Ende der Spiralkanäle 19, 20 um 180° umgelenkt und über die mit den Schlitzen 14 der Abströmräume 11 verbundenen Spiralkanäle 19, 20 in die Abströmräume 11 geleitet und über die Abströmräume 11 und die Anschlüsse 12 aus dem Spiralkörper 3 herausgeführt werden. In der Fig. 5 ist dieser Sachverhalt in strichpunktierter Linienführung in der Ebene veranschaulicht. Im gewickelten Zustand der Fig. 1 und 2 befinden sich die Umlenkbereiche 33 im äußeren Umfangsbereich des Spiralkörpers 3.Thus, in FIGS. 1, NEN clearly erken 2 and 5 that the fluids from the terminals 12 of may access through Zuströmräume 10 in the thereto via the slots 14 in closed spiral channels 19, 20, at the end of the spiral channels 19 , 20 deflected by 180 ° and passed over the problems associated with the slots 14 of the Abströmräume 11 spiral channels 19, 20 in the Abströmräume 11 and the Abströmräume 11 and the terminals are led out from the spiral body 3 12th This situation is illustrated in dash-dotted lines in the plane in FIG. 5. In the wound state of Fig. 1 and 2 are the deflection 33 in the outer circumferential region of the spiral body 3.

Das einteilige Trennblech 28 ist im etwa mittleren Län­ genbereich stufenartig abgekantet (Fig. 1, 2 und 8). Von der Abkantung 34 aus erstreckt sich das Trennblech 28 - wie insbesondere aus der Fig. 1 zu erkennen ist - in zwei spiralförmige Windungen 35, 36 bis zum äußeren Umfangsbereich des Spiralkörpers 3, wo das Trennblech 28 mit den Abschlussstäben 30 verschweißt ist. Des Weiteren lassen die Fig. 1 und 2 erkennen, dass die stirnseiti­ gen Leitstäbe 21, 27 ebenfalls mit den Rändern des Trenn­ blechs 28 verschweißt sind. Die Schweißnähte sind mit 37 bezeichnet. The one-piece separating plate 28 is chamfered in a step-like manner in the approximately middle length region (FIGS . 1, 2 and 8). From the fold 34 , the partition plate 28 extends - as can be seen in particular from FIG. 1 - in two spiral windings 35 , 36 to the outer circumferential region of the spiral body 3 , where the partition plate 28 is welded to the end rods 30 . Furthermore, FIGS . 1 and 2 show that the stir bars 21 , 27 are also welded to the edges of the separating plate 28 . The weld seams are designated 37 .

Um den Spiralkörper 3 gleichmäßig an der Innenfläche 39 des Gehäuses 2 radial abzustützen, sind in den Bereichen zwischen den jeweils äußeren Windungsabschnitten 40 des Trennblechs 28, den Abschlussstäben 30 und der Innenflä­ che 39 des Gehäuses 2 mondsichelförmige Einbauten 41 aus Edelstahl vorgesehen. Die Einbauten 41 sind mit den an­ grenzenden Windungsabschnitten 40 des Trennblechs 28 und mit den Abschlussstäben 30 verschweißt.In order to radially support the spiral body 3 evenly on the inner surface 39 of the housing 2 , 2 crescent-shaped internals 41 made of stainless steel are provided in the areas between the respective outer winding sections 40 of the separating plate 28 , the end rods 30 and the inner surface 39 of the housing 2 . The internals 41 are welded to the adjacent winding sections 40 of the separating plate 28 and to the end bars 30 .

Nach dem Einfügen des Spiralkörpers 3 in das Gehäuse 2 können die Stirnseiten des Gehäuses 2 mit Deckeln 42 ver­ schlossen werden. Diese werden, wie aus der Fig. 2 er­ sichtlich, so stirnseitig in das Gehäuse 2 eingeschweißt, dass die mit den Stirnwänden 9 der Hohlkörper 4, 5 ver­ schweißten Anschlüsse 12 zu den Deckeln 42 relativ beweg­ lich sind. Dazu sind in den Deckeln 42 entsprechende Aus­ nehmungen 43 vorgesehen.After insertion of the spiral body 3 in the housing 2, the end faces of the housing 2 with lids 42 may be closed ver. These are, as shown in FIG. 2, he welded so frontally in the housing 2 that the ver with the end walls 9 of the hollow body 4 , 5 welded connections 12 to the cover 42 are relatively movable Lich. For this purpose, corresponding recesses 43 are provided in the covers 42 .

Bei der Herstellung des Spiralwärmeaustauschers 1 werden zunächst die halbzylindrischen Hohlkörper 4, 5 durch Zu­ sammenschweißen der vorab fertig konfigurierten Längs­ wände 6, Schalenwände 7, Querwände 8 und Stirnwände 9 ge­ bildet. Danach werden, wie insbesondere aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, zwischen den Schlitzen 14 und an den Enden der Hohlkörper 4, 5 die mit den Abschlussstäben 30 und den Trennelementen 31, 32 verbundenen Leitstäbe 21-27 im rechten Winkel an die Außenseiten der Längswände 6 ge­ schweißt. In diesem Zusammenhang können die Ab­ schlussstäbe 30 und die Trennelemente 31, 32 nach oder vor dem Anschweißen der Leitstäbe 21-27 an die Hohlkörper 4, 5 mit den Leitstäben 21-27 verbunden werden. Dieselbe Feststellung gilt für die zwischen einander benachbarten Leitstäben 21-27 gegebenenfalls vorgesehenen Flachleisten 29. In the manufacture of the spiral heat exchanger 1 , the semi-cylindrical hollow bodies 4 , 5 are first formed by welding together the previously configured longitudinal walls 6 , shell walls 7 , transverse walls 8 and end walls 9 . Thereafter, as can be seen in particular from FIGS. 5 and 6, between the slots 14 and at the ends of the hollow bodies 4 , 5, the guide rods 21-27 connected to the end rods 30 and the separating elements 31 , 32 are at right angles to the outside of the Longitudinal walls 6 welded ge. In this context, the closing rods 30 and the separating elements 31 , 32 after or before welding the guide rods 21-27 to the hollow body 4 , 5 can be connected to the guide rods 21-27 . The same finding applies to the flat strips 29 which may be provided between adjacent guide rods 21-27 .

Nunmehr werden die derart gebildeten Vormontageeinbauten 44 mit den Längswänden 6 der Hohlkörper 4, 5 beiderseits der im mittleren Längenbereich des Trennblechs 28 erzeug­ ten stufenartigen Abkantung 34 unter paralleler Ausrich­ tung der Leitstäbe 21-27 zu den einander abgewandten Oberflächen 45 des Trennblechs 28 lagefixiert (Fig. 8 und 9). Diese Fixierung erfolgt bevorzugt derart, dass die beiderseits der Hohlkörper 4, 5 liegenden Längenab­ schnitte 46, 47 des Trennblechs 28 vertikal ausgerichtet werden (Fig. 9). Dies kann in einer in der Fig. 10 nur schematisch angedeuteten Wickelvorrichtung 48 erfolgen. Nach diesem Ausrichten wird der Längenabschnitt 47 ober­ halb der Abkantung 34 zusammen mit den dortigen Leitstä­ ben 21-27 durch eine nicht näher dargestellte Biegevor­ richtung (Pfeil 50) um den oberhalb der Abkantung 34 lie­ genden Hohlkörper 5 gemäß der strichpunktierten Linie 49 so umgeformt, dass die Längenabschnitte 46, 47 des Trenn­ blechs 28 und die zugeordneten Leitstäbe 21-27 unterhalb der Abkantung 34 parallel zueinander verlaufen.Now the preassembly baffles 44 formed in this way are fixed in position with the longitudinal walls 6 of the hollow bodies 4 , 5 on both sides of the step-like bevel 34 produced in the middle length region of the separating plate 28 with parallel alignment of the guide rods 21-27 to the mutually facing surfaces 45 of the separating plate 28 ( FIG . 8 and 9). This fixation is preferably carried out in such a way that the sections 46 , 47 of the separating plate 28 lying on both sides of the hollow bodies 4 , 5 are aligned vertically ( FIG. 9). This can take place in a winding device 48 , which is only indicated schematically in FIG. 10. After this alignment, the length section 47 above half of the bend 34 together with the guide bars there 21-27 by a not shown Biegevor direction (arrow 50 ) around the lying above the bend 34 lying hollow body 5 according to the dash-dotted line 49 , that the longitudinal sections 46 , 47 of the separating plate 28 and the associated guide rods 21-27 run parallel to one another below the bevel 34 .

Nunmehr wird entsprechend der Darstellung der Fig. 10 ein Spanngurt 51 über den derart vorgeformten Spiralkör­ per 52 gelegt und mit seinen schräg abwärts gerichteten Enden über Federelemente 53 an einem Fundament 54 fixiert. Durch Drehen des vorgeformten Spiralkörpers 52 im Sinne des Pfeils 55 um die Wickelachse 56 wird nunmehr der Spiralkörper 3 gemäß der Darstellung der Fig. 1 fer­ tig gewickelt. Die Federelemente 53 sichern hierbei ein strammes Wickeln und gleichen auch die Durchmesserver­ größerung des Spiralkörpers 3 beim Wickeln aus.Referring now to FIG one tensioning belt is according to the representation. 10 placed over the thus pre-formed by 52 Spiralkör 51 and fixed with its obliquely downwardly directed ends of spring elements 53 to a foundation 54th By rotating the preformed spiral body 52 in the direction of arrow 55 around the winding axis 56 , the spiral body 3 is now finished according to the illustration in FIG. 1. The spring elements 53 ensure tight winding and also compensate for the increase in diameter of the spiral body 3 during winding.

Zweckmäßig ist der Spanngurt 51 zumindest im Bereich des zu wickelnden Spiralkörpers 3 geteilt, so dass nach dem Wickeln des Spiralkörpers 3 im Teilungsbereich des Spann­ gurts 51 nicht näher dargestellte Spannschellen angesetzt werden können, die den Spiralkörper 3 in seiner gewickel­ ten Lage halten.Conveniently, the tensioning belt 51 is at least divided in the area of to be wound spiral body 3, so that after the winding of the spiral body 3 clamps not shown in detail 51 can be set in the divided area of the clamping strap, the hold of the spiral body 3 in its gewickel th layer.

Im Anschluss daran kann der Spiralkörper 3 aus der Wic­ kelvorrichtung 48 entfernt und es können die Ab­ schlussstäbe 30 mit den benachbarten Windungsabschnitten 40 verschweißt werden. Der Spiralkörper 3 ist dann für sich handhabungsfähig. Die Spannschellen können abgenom­ men werden.Following this, the spiral body 3 can be removed from the winding device 48 and the end rods 30 can be welded to the adjacent winding sections 40 . The spiral body 3 is then manageable. The clamps can be removed.

Nach dem Verschweißen der Abschlussstäbe 30 können auch die stirnseitig des Spiralkörpers 3 liegenden Leitstäbe 21, 27 mit den Randbereichen des Trennblechs 28 ver­ schweißt werden. Die Schweißnähte 37 sind aus den Fig. 1 und 2 erkennbar.After the end rods 30 have been welded, the guide rods 21 , 27 located on the end face of the spiral body 3 can also be welded to the edge regions of the separating plate 28 . The weld seams 37 can be seen from FIGS. 1 and 2.

Jetzt werden an die Stirnwände 9 der Hohlkörper 4, 5 die Anschlüsse 12 zur Zu- und Abführung der Fluide in Form von Rohrstutzen geschweißt.Now the connections 12 for supplying and discharging the fluids are welded to the end walls 9 of the hollow bodies 4 , 5 in the form of pipe sockets.

Danach können auch die mondsichelförmigen Einbauten 41 mit den Abschlussstäben 30 und mit den angrenzenden Win­ dungsabschnitten 40 des Trennblechs 28 verschweißt wer­ den.Thereafter, the crescent-shaped internals 41 can be welded to the end rods 30 and with the adjacent Win sections 40 of the partition plate 28 who the.

Der insoweit fertige Spiralkörper 3 wird dann in das Ge­ häuse 2 eingefügt. Danach können die Deckel 42 stirnsei­ tig des Gehäuses 2 eingesetzt und mit dem Gehäuse 2 ver­ schweißt werden.The finished spiral body 3 is then inserted into the housing 2 Ge. Then the cover 42 end face of the housing 2 can be used and welded to the housing 2 ver.

Die in den Fig. 3 und 4 veranschaulichte Ausführungs­ form eines Spiralwärmeaustauschers 1a entspricht grund­ sätzlich dem anhand der Fig. 1, 2 und 5 bis 10 erläu­ terten Spiralwärmeaustauscher 1. Der Unterschied liegt lediglich darin, dass im Falle des Spiralwärmeaustau­ schers 1a der Fig. 3 und 4 ein doppellagiges Trenn­ blech 28a zur Bildung des Spiralwärmeaustauschers 1a ver­ wendet wird. Dadurch werden Leckageräume 57 als Sicher­ heitseinrichtungen gebildet. The illustrated in FIGS . 3 and 4 embodiment form of a spiral heat exchanger 1 a corresponds fundamentally to the spiral heat exchanger 1 explained with reference to FIGS . 1, 2 and 5 to 10. The only difference is that in the case of the spiral heat exchanger 1 a of FIGS . 3 and 4, a double-layer separating plate 28 a is used to form the spiral heat exchanger 1 a. Leakage spaces 57 are thereby formed as safety devices.

BezugszeichenaufstellungList of reference symbols

11

Spiralwärmeaustauscher
Spiral heat exchanger

11

a Spiralwärmeaustauscher
a Spiral heat exchanger

22nd

Gehäuse
casing

33rd

Spiralkörper
Spiral body

44th

Hohlkörper
Hollow body

55

Hohlkörper
Hollow body

66

Längswände v. Longitudinal walls v.

44th

, ,

55

77

Schalenwand v. Bowl wall v.

44th

, ,

55

88th

Querwand v. Transverse wall v.

44th

, ,

55

99

Stirnwände v. End walls v.

44th

, ,

55

1010th

Zuströmraum in Inflow space in

44th

, ,

55

1111

Abströmraum in Outflow space in

44th

, ,

55

1212th

Anschlüsse an Connections

99

1313

Längsrand v. Longitudinal edge v.

66

1414

Schlitze
Slits

1515

Ausnehmungen in Recesses in

66

1616

Böden v. Floors v.

55

1717th

Längsränder v. Longitudinal edges v.

77

1818th

Abschrägungen an Bevels

1717th

1919th

Spiralkanal
Spiral channel

2020th

Spiralkanal
Spiral channel

2121

Leitstab
Guiding Staff

2222

Leitstab
Guiding Staff

2323

Leitstab
Guiding Staff

2424th

Leitstab
Guiding Staff

2525th

Leitstab
Guiding Staff

2626

Leitstab
Guiding Staff

2727

Leitstab
Guiding Staff

2828

Trennblech
Divider

2828

a Trennblech
a divider

2929

Flachleisten
Flat strips

3030th

Abschlussstäbe
End rods

3131

Trennelemente
Dividers

3232

Trennelemente
Dividers

3333

Umlenkbereiche
Deflection areas

3434

Abkantung v. Folding of

2828

3535

Windung
Swirl

3636

Windung
Swirl

3737

Schweißnähte
Welds

3838

Kupplungshülsen
Coupling sleeves

3939

Innenfläche v. Inner surface v.

22nd

4040

äußere Windungsabschnitte
outer turn sections

4141

mondsichelförmige Einbauten
Crescent-shaped internals

4242

Deckel f. Cover f.

22nd

4343

Ausnehmungen in Recesses in

4242

4444

Vormontageeinbauten
Pre-assembly internals

4545

Oberflächen v. Surfaces v.

2828

4646

Längenabschnitt v. Longitudinal section v.

2828

4747

Längenabschnitt v. Longitudinal section v.

2828

4848

Wickelvorrichtung
Winding device

4949

strichpunktierte Linie
dash-dotted line

5050

Biegevorrichtung
Bending device

5151

Spanngurt
Lashing strap

5252

vorgeformter Spiralkörper
preformed spiral body

5353

Federelemente
Spring elements

5454

Fundament
foundation

5555

Pfeil
arrow

5656

Wickelachse
Winding axis

5757

Leckageräume
MLE Mittellängsebene
MQE Mittelquerebene
Leakage rooms
MLE median longitudinal plane
MQE central transverse plane

Claims (17)

1. Spiralwärmeaustauscher, der in einem zylindrischen Gehäuse (2) einen nach außen hermetisch abgedichteten Spiralkörper (3) enthält, welcher in seinem Zentral­ bereich zwei neben einer Mittellängsebene (MLE) ange­ ordnete und zueinander radial versetzte halbzylindri­ sche Hohlkörper (4, 5) aus jeweils zwei koaxial aus­ gerichteten ebenen Längswänden (6), einer zu den Längswänden (6) konkav gekrümmten Schalenwand (7) und zwei mit Anschlüssen (12) zur Zu- bzw. Abführung von Fluiden mit unterschiedlichen Temperaturen versehenen Stirnwänden (9) umfasst, und die Hohlkörper (4, 5) durch im Bereich ihrer Mittelquerebenen (MQE) einge­ zogene Querwände (8) voneinander getrennte Zuström­ räume (10) und Abströmräume (11) aufweisen, welche über randseitig der sich parallel zur Mittel­ längsebene (MLE) erstreckenden Längswände (6) vorge­ sehene Schlitze (14) mit spiralförmig verlaufenden Kanälen (19, 20) in Verbindung stehen, die durch mit den Längswänden (6) verbundene spiralförmige Leit­ stäbe (21-27) sowie ein zwischen den Längswänden (6) der Hohlkörper (4, 5) eingespanntes und den Spiral­ körper (3) spiralförmig durchziehendes einteiliges Trennblech (28, 28a) begrenzt sind, dessen der Innen­ fläche (39) des Gehäuses (2) benachbarte Enden je­ weils mit einem parallel zur Längsachse des Gehäuses (2) verlaufenden Abschlussstab (30) dicht verbunden sind, der außerdem sowohl mit dem benachbarten Win­ dungsabschnitt (40) des Trennblechs (28, 28a) als auch mit den endseitig der Hohlkörper (4, 5) befind­ lichen, die Spiralkanäle (19, 20) an den Stirnseiten des Spiralkörpers (3) dicht verschließenden Leitstä­ ben (21, 27) dicht verbunden ist, wobei die jedem Hohlkörper (4, 5) zwischen den stirnseitigen Leitstä­ ben (21, 27) und den sich in den Mittelquerebenen (MQE) erstreckenden Leitstäben (24) zugeordneten, im Bereich der Zuströmräume (10) und der Abströmräume (11) liegenden Leitstäbe (22, 23, 25, 26) im äußeren Umfangsbereich (33) des Spiralkörpers (3) durch bo­ genförmig geführte flexible Trennelemente (31, 32) verbunden sind.1. Spiral heat exchanger which contains in a cylindrical housing ( 2 ) an externally hermetically sealed spiral body ( 3 ), which in its central area two next to a central longitudinal plane (MLE) arranged and radially offset semi-cylindrical hollow body ( 4 , 5 ) from each comprises two coaxially directed flat longitudinal walls ( 6 ), a shell wall ( 7 ) concavely curved to the longitudinal walls ( 6 ) and two end walls ( 9 ) provided with connections ( 12 ) for supplying and discharging fluids with different temperatures, and the hollow bodies ( 4 , 5 ) have inflow spaces ( 10 ) and outflow spaces ( 11 ) which are separated from one another by transverse walls ( 8 ) drawn in in the region of their central transverse planes (MQE) and which extend beyond the longitudinal walls (MLE) extending parallel to the central longitudinal plane (MLE) 6) provided in slots (14) are provided with helically extending channels (19 20) in the compound represented by the L ngswänden (6) connected to the helical Leit rods (21-27) as well as a between the longitudinal walls (6) of the hollow body (4, 5) clamped and the spiral body (3) spirally by pulling one-piece baffle plate (28, 28 a) are limited, the the inner surface ( 39 ) of the housing ( 2 ) adjacent ends each with a parallel to the longitudinal axis of the housing ( 2 ) extending sealing rod ( 30 ) are tightly connected, which also both with the adjacent Win section ( 40 ) of the partition plate ( 28 , 28 a) as well as with the ends of the hollow body ( 4 , 5 ) Liche, the spiral channels ( 19 , 20 ) on the end faces of the spiral body ( 3 ) tightly sealing Leitstä ben ( 21 , 27 ) is tightly connected, each hollow body ( 4 , 5 ) between the front-side guide rods ( 21 , 27 ) and the guide rods ( 24 ), which extend in the central transverse planes (MQE), in the area of the inflow spaces ( 10 ) and the outflow spaces ( 11 ) lying guide rods ( 22 , 23 , 25 , 26 ) in the outer circumferential region ( 33 ) of the spiral body ( 3 ) by Bo gen-shaped flexible separators ( 31 , 32 ) are connected. 2. Spiralwärmeaustauscher nach Anspruch 1, bei welchem die Spiralkanäle (19, 20) von einem doppellagigen Trennblech (28a) begrenzt sind.2. Spiral heat exchanger according to claim 1, wherein the spiral channels ( 19 , 20 ) are delimited by a double-layer separating plate ( 28 a). 3. Spiralwärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Schlitze (14) in den Längswänden (6) durch bodenseitig abgeschrägte randseitige Ausnehmun­ gen (15) der Längswände (6) und durch Abschrägungen (18) an den benachbarten Längsrändern (17) der Scha­ lenwände (7) gebildet sind.3. Spiral heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the slots ( 14 ) in the longitudinal walls ( 6 ) by bevelled edge-side recesses gene ( 15 ) of the longitudinal walls ( 6 ) and by bevels ( 18 ) on the adjacent longitudinal edges ( 17 ) Schalen walls ( 7 ) are formed. 4. Spiralwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Leitstäbe (21-27) durch Schweißen mit den Längswänden (6), mit dem Trennblech (28, 28a) und mit den Abschlussstäben (30) verbunden sind.4. Spiral heat exchanger according to one of claims 1 to 3, in which the guide rods ( 21-27 ) are connected by welding to the longitudinal walls ( 6 ), to the separating plate ( 28 , 28 a) and to the end rods ( 30 ). 5. Spiralwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die flexiblen Trennelemente (31, 32) durch Drahtseile gebildet sind.5. Spiral heat exchanger according to one of claims 1 to 4, in which the flexible separating elements ( 31 , 32 ) are formed by wire ropes. 6. Spiralwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die flexiblen Trennelemente (31, 32) und die Leitstäbe (22, 23, 25, 26) durch flach ge­ drückte Kupplungshülsen (38) miteinander verbunden sind. 6. Spiral heat exchanger according to one of claims 1 to 5, in which the flexible separating elements ( 31 , 32 ) and the guide rods ( 22 , 23 , 25 , 26 ) are interconnected by flat-pressed coupling sleeves ( 38 ). 7. Spiralwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem einander benachbarte Leitstäbe (21-27) durch sich quer zu ihnen erstreckende Flachleisten (29) geringerer Höhe auf Abstand zueinander distan­ ziert sind.7. Spiral heat exchanger according to one of claims 1 to 6, in which adjacent guide rods ( 21-27 ) are spaced apart from each other by flat strips ( 29 ) of lower height extending transversely to them. 8. Spiralwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Anschlüsse (12) durch mit den Stirnwänden (9) verschweißte rohrförmige Stutzen ge­ bildet sind.8. Spiral heat exchanger according to one of claims 1 to 7, in which the connections ( 12 ) by ge with the end walls ( 9 ) welded tubular connecting pieces are formed. 9. Spiralwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem der Spiralkörper (3) kürzer als das Gehäuse (2) ausgebildet ist und die Stirnseiten des Gehäuses (2) durch zu den Anschlüssen (12) relativ beweglich eingesetzte Deckel (42) verschlossen sind.9. Spiral heat exchanger according to one of claims 1 to 8, in which the spiral body ( 3 ) is shorter than the housing ( 2 ) and the end faces of the housing ( 2 ) by means of the connectors ( 12 ) relatively movable lid ( 42 ) closed are. 10. Spiralwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die Bereiche zwischen den jeweils äu­ ßeren Windungsabschnitten (40) des Trennblechs (28, 28a), den Abschlussstäben (30) und der Innenfläche (39) des Gehäuses (2) durch mondsichelförmige Einbau­ ten (41) ausgefüllt sind, deren Länge etwa der Länge des Spiralkörpers (3) entspricht.10. Spiral heat exchanger according to one of claims 1 to 9, in which the areas between the respective outer turn sections ( 40 ) of the separating plate ( 28 , 28 a), the end rods ( 30 ) and the inner surface ( 39 ) of the housing ( 2 ) through Crescent-shaped built-in ten ( 41 ) are filled, the length of which corresponds approximately to the length of the spiral body ( 3 ). 11. Spiralwärmeaustauscher nach Anspruch 10, bei welchem die mondsichelförmigen Einbauten (41) an ihren Stirn­ seiten mit den Abschlussstäben (30) und den benach­ barten Windungsabschnitten (40) des Trennblechs (28, 28a) verschweißt sind.11. Spiral heat exchanger according to claim 10, in which the crescent-shaped internals ( 41 ) are welded on their end faces to the end rods ( 30 ) and the neighboring bend sections ( 40 ) of the separating plate ( 28 , 28 a). 12. Spiralwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem der Spiralkörper (3) und das Gehäuse (2) aus einem korrosions- und hitzebeständigen Edel­ stahl gebildet sind. 12. Spiral heat exchanger according to one of claims 1 to 11, in which the spiral body ( 3 ) and the housing ( 2 ) are formed from a corrosion- and heat-resistant stainless steel. 13. Verfahren zur Herstellung eines Spiralwärmeaustau­ schers (1, 1a) gemäß den Merkmalen eines der Ansprü­ che 1 bis 12, bei welchem zunächst die halbzylindri­ schen Hohlkörper (4, 5) durch Zusammenschweißen der vorab fertig konfigurierten Längswände (6), Schalen­ wände (7), Querwände (8) und Stirnwände (9) gebildet und danach zwischen den Schlitzen (14) und an den En­ den der Hohlkörper (4, 5) die mit den Abschlussstäben (30) und den Trennelementen (31, 32) verbundenen Leitstäbe (21-27) im rechten Winkel zu den Außensei­ ten der Längswände (6) angeschweißt werden, worauf die derart gebildeten Vormontageeinbauten (44) mit ihren Längswänden (6) beiderseits einer im mittleren Längenbereich des Trennblechs (28, 28a) erzeugten stufenartigen Abkantung (34) unter paralleler Aus­ richtung der Leitstäbe (21-27) zu den einander abge­ wandten Oberflächen (45) des Trennblechs (28, 28a) fixiert, anschließend die Hohlkörper (4, 5) mit den Leitstäben (21-27), den Abschlussstäben (30), den flexiblen Trennelementen (31, 32) und dem Trennblech (28, 28a) zum Spiralkörper (3) gewickelt und dann die Abschlussstäbe (30) mit den benachbarten Windungsab­ schnitten (40) des Trennblechs (28, 28a) verschweißt werden.13. A method for producing a spiral heat exchanger ( 1 , 1 a) according to the features of one of claims 1 to 12, in which the semi-cylindrical hollow body ( 4 , 5 ) by welding the pre-configured longitudinal walls ( 6 ), shell walls ( 7 ), transverse walls ( 8 ) and end walls ( 9 ) are formed and then between the slots ( 14 ) and at the ends of the hollow body ( 4 , 5 ) which are connected to the end rods ( 30 ) and the separating elements ( 31 , 32 ) Guide rods ( 21-27 ) at right angles to the outer sides of the longitudinal walls ( 6 ) are welded, whereupon the preassembly baffles ( 44 ) thus formed with their longitudinal walls ( 6 ) on both sides of a step-like generated in the middle length region of the partition plate ( 28 , 28 a) Bending ( 34 ) with the guide rods ( 21-27 ) parallel to the mutually facing surfaces ( 45 ) of the separating plate ( 28 , 28 a) fixed, then the hollow body ( 4 , 5 ) mi t the guide rods ( 21-27 ), the end rods ( 30 ), the flexible separating elements ( 31 , 32 ) and the separating plate ( 28 , 28 a) wound into a spiral body ( 3 ) and then cut the end rods ( 30 ) with the adjacent turns ( 40 ) of the separating plate ( 28 , 28 a) are welded. 14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die stirnsei­ tig des Spiralkörpers (3) befindlichen Leitstäbe (21, 27) mit den Rändern des Trennblechs (28, 28a) ver­ schweißt werden.14. The method according to claim 13, wherein the end face of the spiral body ( 3 ) located guide rods ( 21 , 27 ) with the edges of the partition plate ( 28 , 28 a) are welded ver. 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei welchem der Spiralkörper (3) in das Gehäuse (2) eingesetzt, dann die mondsichelförmigen Einbauten (41) eingegliedert und anschließend diese Einbauten (41) mit den Ab­ schlussstäben (30) und den angrenzenden Windungsab­ schnitten (40) des Trennblechs (28, 28a) verschweißt werden.15. The method according to claim 13 or 14, wherein the spiral body ( 3 ) in the housing ( 2 ), then incorporated the crescent-shaped internals ( 41 ) and then these internals ( 41 ) with the closing rods ( 30 ) and the adjacent winding from cuts ( 40 ) of the separating plate ( 28 , 28 a) are welded. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei welchem vor oder nach dem Eingliedern des Spiralkör­ pers (3) in das Gehäuse (2) die Anschlüsse (12) mit den Stirnwänden (9) der Hohlkörper (4, 5) verschweißt werden.16. The method according to any one of claims 13 to 15, in which before or after the incorporation of the Spiralkör pers ( 3 ) in the housing ( 2 ), the connections ( 12 ) with the end walls ( 9 ) of the hollow body ( 4 , 5 ) are welded . 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei welchem die Deckel (42) stirnseitig des Gehäuses (2) eingeschweißt werden.17. The method according to any one of claims 13 to 16, wherein the cover ( 42 ) are welded to the front of the housing ( 2 ).