DE2227235B2

DE2227235B2 - Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers

Info

Publication number: DE2227235B2
Application number: DE19722227235
Authority: DE
Inventors: Helge Ronneby Jonasson (Schweden)
Original assignee: CTC AB
Current assignee: CTC AB
Priority date: 1972-06-05
Filing date: 1972-06-05
Publication date: 1980-02-14
Also published as: DE2227235A1; DE2227235C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers, welcher eine Anzahl von miteinander koaxialen, zylindrischen Mänteln und dazwischen eine Anzahl schraubenförmig verlaufender Strömungskanäle für Wärmemedien aufweist, die aus in einen äußeren Mantel eingepreßten, schraubenförmig verlaufenden Wulsten bestehen, die gegen den inneren Mantel anliegen, wobei ein mit einer Anzahl schraubenförmig verlaufender Rillen versehener äußerer zylindrischer Mantel über einem inneren zylindrischen Mantel aufgesteckt und mit diesem verbunden wird.

Bei aus der DE-PS 126 233 sowie der US-PS 19 90 738 bekannten Verfahren dieser Art werden die ineinandergeschobenen Mäntel dadurch längs der eingepreßten, schraubenförmig verlaufenden Wulste in engen Kontakt miteinander gebracht, daß einerseits im Querschnitt ballig ausgebildete Rollen und andererseits Rollen mit einer entsprechenden Nut auf der Innenwandung des inneren zylindrischen Mantels und in der schraubenförmigen Nut des äußeren Mantels laufen, und die beiden Mäntel längs des schraubenförmig verlaufenden Wulstes miteinander verpressen. Nach der US-PS 19 90 738 ist zusätzlich vorgesehen, daß die beiden Mäntel längs ihres miteinander verpreßten, schraubenförmig verlaufenden Bereiches durch Punktschweißungen miteinander verbunden sind. Die bekannten Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers sind dadurch kompliziert und aufwendig, daß die Mäntel zur Herstellung ihrer innigen Verbindung längs den schraubenförmig verlaufenden Wulsten zwischen einem Preßrollenpaar hindurchlaufen müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, nach dem sich die den Wärmeaustauscher bildenden zylindrischen Mäntel ohne Verwendung von Preßrollenpaaren auf einfache Weise längs der schraubenförmig verlaufenden Wulste innig miteinander verbinden lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der äußere Mantel nach dem Aufstecken bis zum Anliegen der Rillen am Innenmantel in axialer Richtung zusammengepreßt wird und nach Fertigstellung des Wulstmantels nur das Mantelende gegen Böden des innengefäßes eingeroili wird.

Durch das erfindungsgemäße axiale Zusammenpressen des Außenmantels vertieft sich die in diesen eingepreßte Rille in der Weise, daß sie einen zwischen den Innen- und Außenmantel liegenden schraubenförmigen Strömungskanal begrenzt, sobald sie am Innenmantel anliegt Auf eine aufwendige Verbindung der koaxialen zylindrischen Mäntel längs der schraubenförmig verlaufenden Wulste oder Rillen durch Verpressen zwischen einem Preßrollenpaar oder Schweißen

ίο kann daher verzichtet werden.

Die Enden des Außenmantels werden nach der Fertigstellung des Wulstmantels durch zusätzliche axiale Zusammenpressung des Außenmantels gegen die jeweiligen Böden des Gefäßes eingerollt und mit diesem verschweißt

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erklärt In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht und
F i g. 2 und 3 Endansichten eines Wärmeaustauschers, in dem die Innenwand aus einem geschlossenen zylindrischen Gefäß besteht;

F i g. 4 einen vertikalen Axialschnitt durch den Wärmeaustauscher gem. F i g. 1 bis 3 und
Fig.5—7 drei Verfahrensstufen in der Herstellung des Außenmantels.

Der in F i g. 1 bis 4 dargestellte Wärmeaustauscher weist nur zwei koaxiale zylindrische Mäntel 9 und 11 auf. Der Innenmantel 9 ist durch die Wand eines Gefäßes 10 gebildet, das an jedem Ende durch einen gewölbten Boden abgeschlossen ist. Der Außenmantel 11 ist an beiden Enden eingebogen und dort mit dem Innenmantel 9 durch je eine Rundschweißnaht 12 verbunden. Im Außenmantel 11 befindet sich ein eingepreßter schraubenförmig verlaufender Wulst 13, mit welchem der Außenmantel 11 gegen das Gefäß 10 anliegt und somit einen schraubenförmig verlaufenden Kanal 14 begrenzt. In den Kanal 14 mündet an einem Ende ein Rohr 15 und am anderen Ende ein Rohr 16. Ein wärmeabgebendes Medium, z. B. Heißwasser von einem Heizkessel, wird durch das Rohr 15 eingeleitet, strömt mit hoher Geschwindigkeit durch den Kanal 14 in unmittelbarer Berührung mit der Innenwand 9 und wird schließlich durch das Rohr 16 abgeleitet. Ein wärmeabnehmendes Medium, z. B. Kaltwasser aus der Wasserleitung, wird dem Gefäß 10 durch einen Stutzen 17 über ein sich erweiterndes Mundstück 18 unten eingeführt und im oberen Teil des Gefäßes 10 in einem erhitzten Zustand über ein Mundstück 19 und einen Rohrstutzen 20 abgeleitet. Zur Herbeiführung der gewünschten hohen Geschwindigkeit des wärmeabgebenden Mediums durch den Kanal 14 wird zweckmäßigerweise eine Pumpe verwendet, die von einem Thermostaten gesteuert ist, der die Temperatur des vom Gefäß 10 abgeleiteten Verbrauchswarmwassers abtastet.

Einer der gewölbten Böden des Gefäßes 10 ist mit einem Inspektionsloch versehen, das gewöhnlich durch einen Deckel 21 abgeschlossen ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des soeben beschriebenen Wärmeaustauschers geht aus den schematischen Zeichnungsfiguren 5 bis 7 hervor.

Nachdem das Gefäß 10 fertiggestellt worden ist, wird darüber ein den Außenmantel 11 zu bildender Zylinder ti' geschoben (Fig.5), in dem eine schraubenförmig verlaufende, als Biegeanweisung dienende Rille 13' eingeformt ist. Der Zylinder 11' mit dem sich darin befindenden Gefäß 10 wird sodann zwischen zwei ringförmige Preßwerkzeuge 22 angeordnet, welche mit je einer im Querschnitt konkav gekrümmten Fläche 23

zum Anliegen gegen die Enden des Zylinders 11' ausgebildet sind. Sodann werden die Werkzeuge 22 z. B. mittels einer hydraulischen Presse gegeneinander gedrückt, wobei zunächst aus der schraubenförmig verlaufenden Rille 13' der entsprechend schraubenförmige Wulst 13 ausgebildet wird (Fig.6). Sobald der Wulst 13 über seine ganze Länge gegen das Gefäß 10 anliegt, widersteht der jetzt fertiggestellte Außenmantel 11 einer weiteren Zusammenpressung in der Längsrichtung, und der von den Werkzeugen 22 ausgeübte Druck gegen die Mantelenden steigt dann dermaßen, daß jedes Mantelende unter Gleiten gegen die konkaven Anliegeflächen 23 eingerollt wird, bis die Endkanten des Außenmantels 11 an den entsprechenden Böden des Gefäßes 10 anliegen (Fig.7). Danach wird der Außenmantel 11 mittels der schon beschriebenen Rundschweißnähte an beiden Enden mit dem Gefäß 10 verschweißt

Die wulstartige, schraubenförmige Einpressung 13 versteift den Außenmantel 11 und macht diesen widerstandskräftiger gegen äußeren Überdruck. Das direkte Anliegen am Gefäß 10 hat zur Folge, daß der Außenmantel 11 auch als eine Verstärkung des Gefäßes 10 wirkt in bezug auf dessen Vermögen, die Expansionskräfte aufzunehmen, die von dem relativ hohen Überdruck des Gefäßes 10 stammen, der in der Regel gleich dem Wasserleitungsdruck ist So kann das Gefäß 10 mit einer dünneren Wandstärke ausgebildet werden, als es sonst möglich wäre. Dies ist von großer ökonomischer Bedeutung, besonders in den häufig vorkommenden Fällen, wo das Innengefäß 9 aus rostfreiem Stahl oder einem anderen verhältnismäßig teuren Metall besteht

Durch zweckmäßige Auswahl des ursprünglichen Abstandes zwischen dem Innenmantel 9 und dem Zylinder 1Γ bzw. des Abstandes an den Mantelenden erhält der Außenmantel 11 die gewünschte Form nach dem Pressen. Im Vergleich zu bekannten Verfahren zum Ausbilden eines schraubenförmigen Strömungskanales für ein Wärmeaustauschmedium außerhalb eines Gefäßes 10 bietet das erfindungsgemäße Verfahren beträchtliche Ersparnisse.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers, welcher eine Anzahl von miteinander koaxialen zylindrischen Mänteln und dazwischen eine Anzahl schraubenförmig verlaufender Strömungskanäle für ein Wärmemedium aufweist, die aus in einen äußeren Mantel eingepreßten, schraubenförmig verlaufenden Wulsten bestehen, die gegen den inneren Mantel anliegen, wobei ein mit einer Anzahl schraubenförmig verlaufender Rillen versehener äußerer zylindrischer Mantel über einen inneren zylindrischen Mantel aufgesteckt und mit diesem verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel nach dem Aufstecken bis zum Anliegen der Rillen am Innenmantel in axialer Richtung zusammengepreßt wird und nach Fertigstellung des Wulstmantels nur das Mantelende gegen Böden des Innengefäßes eingerollt wird.