DE2936148B2 - Stützgitter für Wärmeübertrager und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Stützgitter für Wärmeübertrager und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/007—Auxiliary supports for elements
- F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
- F28F9/0135—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by grids having only one tube per closed grid opening
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Description
Fig.6 den Anschluß eines Stützgitters an einem
äußeren Gitterrand in Draufsicht
Fig.7 einen Schnitt VII-VII durch die Randpartie
von F i g. 6,
F i g. 8 eine Ansicht eines ringförmigen Elements mit Durchbrüchen,
Fig.9 einen Querschnitt durch ein ringförmiges
Element mit Durchbrüchen nach F i g. 8,
Fig. 10 einen Querschnitt durch einen Wärmeübertrager,
bei dem die kreiszylindrischen Körper durch in quadratischer Teilung angeordnete Rohre dargestellt
sind und
F i g. 11 einen Querschnitt durch einen Wärmeübertrager
mit Rohren, in Dreiecksteilung, wobei Stützsikken jeweils im Bereich einer Kante der ringförmigen
Elemente angeordnet sind.
In F i g. 1 sind fünf als Rohre ausgebildete und in Dreiecksteilung angeordnete kreiszylindrische Körper
1 im Schnitt gezeichnet Jeweils im Zwickel zwischen drei Rohren ist ein ringförmiges Element Z angeordnet
Jedes ringförmige Element 2 besteht, wie F i g. 2 zeigt, aus drei konkaven Abschnitten 4, drei ebenen
Außenflächen 5 und sechs dazwischen befindlichen, abgerundeten Kanten 6. In den konkaven Abschnitten 4
sind, wie aus F i g. 3 ersichtlich, je zwei flache Sicken 8 vorgesehen, die dem benachbarten Rohr ebene Flächen
10 zuwenden.
Jedes ringförmige Element 2 weist in der Mi te einer der ebenen Außenflächen 5 einen Trennschniti 12 auf.
Die ringförmigen Elemente 2 sind so bemessen, daß sich jeweils die Nachbarelemente in den ebenen Abschnitten
5 berühren, während die ebenen Flächen 10 der Sicken 8 an den Rohren anliegen oder von ihnen einen
tolerierten Abstand aufweisen. Benachbarte, ringförmige Elemente 2 sind jeweils im Bereich der ebenen
Außenflächen 5 miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt. Die Verschweißung kann ausschließlich an
den oberen und unteren Kanten stattfinden oder durch Punkt- oder Rollenschweißung, sei es in einem oder
mehreren Punkien. Anstelle der beiden Sickenreihen kann auch nur eine einzige solche Sickenreihe
vorgesehen sein, beispielsweise in halber Höhe des ringförmigen Elements. Es kann auch ganz auf solche
Sicken 8 verzichtet werden, so daß die ringförmigen Elemente 2 mit mehr oder weniger großen Bereichen
ihrer konkaven Abschnitte 4 an den Rohren anliegen.
Die Sicken 8 versteifen die ringförmigen Elemente 2. Zudem bringen sie den Vorteil, daß die Stützstellen für
die Rohre sich bei der Fertigung exakt einstellen lassen.
F i g. 4 zeigt an einem Beispiel mit zwei Sickenreihen in vier Verfahrensschritten a bis c/die Herstellung eines
ringförmigen Elements 2 gemäß F i g. 2.
An einem ebenen Blechstreifen 13 (Fig.4a) werden
in einem Preßvorgang drei konkave Abschnitte 14 mit je zwei Sicken 8 ausgepreßt und im Bereich der Enden
zwei schmale Flächen abgekantet (Fig.4b). Im nächsten
Schritt wird das vorgepreßte Werkstück längs zweier Kanten 15 abgekantet (Fig.4c), und im letzten
Schritt schließlich wird das Werkstück zum ringförmigen Element 2 abgebogen, indem es längs den Parallelen
16 abgekantet wird (F i g. 4d).
Fig. 5 zeigt einen Teil einer Montageplatte 20, aus
der fünfunddreißig Dorne 22 nach oben ragen, die in Dreiecksteilung auf einem Sektor mit 60° Zentriwinkel
VCTiCIii S'ri\j. uCIvjCrSCiiS G1CSC3 oCKiCrS Sinu jO /VwCl
weitere Dorne 22' vorgesehen. Überdies sind au! der Montageplatte 20 drei Anschläge 23 derart angeordnet,
daß zwischen diesen Anschlägen 23 und benachbarte!!
Dornen 22 ein kreisförmiger, äußerer Gitterrand 25 gesteckt werden kann. In gleicher Weise sind auf der
anderen Seite der Dornanordnung zwei Anschläge 24 vorhanden, die zusammen mit benachbarten Dornen 22
einen ebenfalls einsteckbaren, kreisförmigen, inneren Gitterrand 26 halten. Zwischen jeweils drei Dorne 22
werden ringförmige Elemente 2 bis auf die Montageplatte 20 eingesteckt, und zwar so, daß von benachbarten
Elementen 2 sich nie zwei ebene, geschlitzte Außenflächen 5 berühren. Sind alle Zwickelräume
zwischen den Dornen 22 gefüllt, so werden die benachbarten Elemente 2 am Rande oder mindestens in
ihrer oberen Hälfte zusammengeschweißt Ist auf diese Art ein 60°-Sektor mindestens einseitig zusammengeschweißt
so wird er von der Montageplatte 20 abgehoben, um 60° verschwenkt und wieder auf die
Montageplatte 20 abgesetzt wobei die beiden entsprechenden Dorne 22' als Paßstifte dienen. Draufhin
werden die Zwischenräume zwischen den Dornen 22 des 60° -Sektors wiederum mit ringförmigen Elementen
2 aufgefüllt und diese gegenseitig sowie mit den Elementen 2 des ersten Sektors verschweißt Nach
fünfmaligem Umstecken ist ein vollständiges Stützgitter in Form eines Kreisrings entstanden. Falls zuerst nur die
oberen Seiten der Elemente 2 verschweißt worden sind, wird das Stützgitter gewendet und nacheinander
sechsmal auf die Montageplatte 20 gesteckt und die zweite Seite sektorweise geschweißt.
Beim sektorweisen Aufbauen oder auch erst nach dem Schließen des Kreisringes läßt sich das Stützgitter,
wie in den F i g. 6 und 7 dargestellt, durch Füllstücke 30 mit dem äußeren Gitterrand 25 verbinden; gleiches gilt
für den inneren Gitterrand 26. Zu diesem Zwecke werden die Gitterränder 25 und 26 innen, vorzugsweise
beidseitig, mit Ausdrehungen 32 versehen, so daß die Füllstücke 30 einerseits an die Schulter 33 dieser
Ausdrehungen 32 und andererseits an die Schmalseiten der Sicken 8 angelegt werden können. Die Verbindung
der Füllstücke 30 erfolgt beispielsweise durch zwei Schweißnähte 34.
Um den Wärmeübergang an den kreiszylindrischen Körpern 1 zu erhöhen, können die ringförmigen
Elemente 2, vorzugsweise in den konkaven Partien zwischen den Sicken 8, mit Durchbrüchen 40 versehen
sein, wie dies in Fig. 8 ubnd 9 dargestellt ist. Es stellt sich dabei eine Kühlmittelströmung im Bereich dieser
Druchbrüche 40 und gegebenenfalls im dazwischen befindlichen Stegbereich 41 ein.
Um die Strömung zwischen den konkaven Abschnitten 4 der ringförmigen Elemente 2 und der zylindrischen
Körper 1 zu verstärken, kann es günstig sein, die Sicken 8 nur über einen Teil der Breite der konkaven
Abschnitte 4 verlaufen :iu lassen, wie dies nnii der Sicke
8' in Fig. 8 dargestellt ist. Ein gewisser Nachteil dieser Maßnahme ist darin zu sehen, daß das ringförmige
Element 2 dabei an Steifigkeit verliert.
Fig. 10 zeigt ein Stützgitter für in quadratischer Teilung angeordnete kreiszylindrische Körper 1. Die
Trennschnitte 12 in den ringförmigen Elementen 2 werden abwechslungsweise in verschiedenen Richtungen
orientiert. Damit gewinnt das Stützgitter in beiden Hauptrichtungen dasselbe Kraft-Dehnungsverhalten
und zudem können Fertigungsungenauigkeiten an den Elementen 2 bei der Montage kompensiert werden.
\jCs StütEgilici'S UCl
Materialstärke der ringförmigen Elemente 2 zu erhöhen, können die stützenden Stellen der Sicken 8 in
den Bereich nahe den ebenen Außenflächen 5 gelegt
werden, wie dies im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11
gezeigt ist. Bei den ringförmigen Elementen, die hier mit 2' bezeichnet sind, ist jeweils beidseits der ebenen
Außenflächen 5 mit Trennschnitt 12 eine schmale Sicke 8" vorgesehen, deren Berührungslmien 50 nahe ar, ckr
Berührungsebene E zwischen den beiden benachbarten Elementen 2' liegen. Die dritte Sicke 8'" der selben
Sickenreihe liegt im Ausführungsbeispiel an einer der beiden Kanten 16 des dem Trennschnitt 12 gegenüberliegenden
konkaven Abschnitts 4.
Weisen die ringförmigen Elemente 2, entsprechend F i g. 3, zwei Sickenreihen auf, so kann es zweckmäßig
sein, die Sicken 8'" in beiden Reihen an der selben Kante 16 anzuordnen. Dies bedingt jedoch, daß jeweils beim
Verbinden zweier ebener Außenflächen 5, denen je eine Sicke 8'" benachbart ist, die einander entgegengesetzt
gerichtet sind, diese Sicken 8'" mil leichtem Druck an
den zugehörigen Dornen 22 zur Anlage gebracht werden. Diesem Zweck kann eine Schweißzange
dienen, deren beide die eben genannten Abschnitte 5 erfassende Backen mit Federelementen versehen sind,
die einander entgegengesetzt wirken und sich innen an die betreffende Sicke 8'" anpressen.
Diese Komplikation kann vermieden werden, wenn die obere Sicke 8'" gegenüber der unteren Sicke 8'"
jedes ringförmigen Elementes 2 symmetrisch versetzt angeordnet wird, d. h. an jeder Kante 16 eine Sicke 8'".
Dadurch bringen die Sicken 8'" bei passender Dimensionierung durch leichte elastische Torsion die
ringförmigen Elemente 2 selbsttätigt an den zugehörigen Dornen 22 zur Anlage, so daß mit einer
gewöhnlichen Schweißzange gearbeitet werden kann. Im Gegensatz zum zuvor erwähnten Beispiel, bedingt
diese Ausführung, daß von den ringförmigen Elementen 2 nicht nur eine, sondern zwei spiegelbildliche Formen
hergestellt werden müssen.
Wird auf das Anbringen von Sicken 8, 8', 8" und 8'" ganz verzichtet, so ist es empfehlenswert, die den
kreiszylindrischen Körpern 1 zugewendeten, nach einem Kreisbogen verlaufenden Ränder der konkaven
Abschnitte 4 materialabhebend oder plastisch zu brechen, einerseits um die kreiszylindrischen Körper 1
vor scharfen Kantenpressungen zu schützen und andererseits urn ein Einhaken dieser Kanten im material
der kreiszylindrischen Körper 1 zu vermeiden, so daß bei Wärmedehnungen Relativverschiebungen der kreiszylindrischen
Körper 1 in den Stützgittern ohne das Auftreten hoher Reibungskräfte möglich ist. Hohe
Reibungskräfte hätten nämlich ein Durchbiegen der Stützgitter zur Folge; ein solches Durchbiegen würde an
benachbarten Stellen wiederum die Reibungskräfte vergrößern und könnte damit schließlich zu einer
Zerstörung führen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Stützgitter für mit gegenseitigem Abstand Rohre stützen. Diese haben den Vorteil, daß die
parallel verlaufende an einer Wärmeübertragung 5 gestützten Körper weitestgehend der kühlenden Wirbeteiligte
kreiszylindrische Körper, wie Stäbe oder kung des Umströmungsmediums ausgesetzt sind und
Rohre, dadurch gekennzeichnet, daß es daß Schwingungen der Körper durch Reibung an den
aus einer Vielzahl von ringförmigen Elementen (2) Federzungen gedämpft werden. Ein Nachteil besteht
besteht, die jeweils in einer Vertikalebene zu den aber darin, daß bei hohen Erdbebenbelastungen quer zu
Achsen der kreiszylindrischen Körper (1) zwischen io den gestützten Körpern diese erhebliche Ausschläge
jeweils drei oder vier dieser Körper (1), sich ausführen können.
gegenseitig berührend und miteinander starr ver- Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Stützgitter zu
bunden, angeordnet sind. schaffen, das die Längsumströmung der kreiszylindri-
2. Stützgitter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- sehen Körper bei möglichst geringem Druckabfall
zeichnet, daß die ringförmigen Elemente {2) im 15 zuläßt und bei Erdstößen diese Körper möglichst starr
Bereich der benachbarten zylindrischen Körper (1) hält
konkave Abschnitte (4) aufweisen. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1
3. Stützgitter nach einem der Ansprüche : und 2, angegebene Erfindung gelöst
dsdurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung liegt darin,
Elemente (2) im Bereich, wo sie sich gegenseitig 20 daß die Fertigung der Stützgitter sehr einfach und
berühren, eine ebene Außenfläche (5) aufweisen. kostengünstig ist und daß der Zusammenbau trotz der
4. Stützgitter nach Anspruch 3, dadurch gekenn- erreichbaren hohen Präzision keinerlei Schwierigkeiten
zeichnet, daß die ringförmigen Elemente (2) im bereitet.
Mittelbereich einer der ebenen Außenflächen (5) Bei der Weiterbildung des Stützgitters nach Patenteinen
Trennschnitt (12) aufweisen. 25 ansprach 2 bleibt ein großer Teil der ringförmigen
5. Stützgitter nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Elemente in der Strömungs-Grenzschicht der kreiszyzeichnet,
daß die ringförmigen Elemente (2) jeweils lindrischen Körper, was einen besonders kleinen
beidseits des Trennschnitts (12) mit dem anliegen- Druckabfall zur Folge hat. Zudem gewährt diese
den, dort nicht getrennten Nachbarelement starr Konstruktion bei hoher Erdbebenbelastung ein nur
verbunden sind. 30 kurzhubiges Durchfedern der Gitterstruktur.
6. Stützgitter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, Die Maßnahme nach Patentanspruch 3 hilft mit, die
dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen als Zentrale zwischen benachbarten kreiszyliiidrischen
Elemente (2) im Bereich der konkaven Abschnitte (4) Körpern verlaufenden Partien der ringförmigen E!emindestens
eine nach außen gerichtete Sicke (8) mente zu versteifen.
aufweisen. 35 Durch die Maßnahme gemäß Patentanspruch 4
7. Stützgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, können kleine Ungenauigkeiten in der Herstellung der
dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen ringförmigen Elemente ausgeglichen werden, so daß
Elemente (2) im Bereich der benachbarten zylindri- sich das Stützgitter mit einer engen Toleranz fertigen
sehen Körper (1) Durchbrüche (40) aufweisen. läßt.
8. Verfahren zum Herstellen eines Stützgitters 40 Die Maßnahme nach Patentanspruch 5 gestattet auch
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Trennschnitt anliegenden kurzen Schenkel der
ringförmige Elemente (2) zwischen Dornen (22), die ringförmigen Elemente zur Stützung heranzuziehen,
auf einer Montageplatte (20) in geeignetem Muster Gemäß Patentanspruch 6 wird das Stützgitter ohne angeordnet sind, eingeschoben und durch Schwei- vermehrten Materialaufwand zusätzlich versteift und ßen miteinander verbunden werden. 45 gleichzeitig läßt sich das Bewegungsspiel der Körper im
auf einer Montageplatte (20) in geeignetem Muster Gemäß Patentanspruch 6 wird das Stützgitter ohne angeordnet sind, eingeschoben und durch Schwei- vermehrten Materialaufwand zusätzlich versteift und ßen miteinander verbunden werden. 45 gleichzeitig läßt sich das Bewegungsspiel der Körper im
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn- Gitter ohne nennenswerten zusätzlichen Fertigungsaufzeichnet,
daß die ringförmigen Elemente (2) durch wand verringern.
Pressen aus Blechstreifen (13) erzeugt und zwischen Durch Anordnung von Durchbrüchen nach Patentan-
die Dorne (22) der Montageplatte (20) gesteckt spruch 7 läßt sich der Wärmeübergang am zylindrischen
werden, daß sodann jeweils benachbarte ringförmi- 50 Körper erhöhen.
ge Elemente (2) auf deren einer Seite zusammenge- Die Verfahren nach den Patentansprüchen 8 und 9
schweißt werden, daß nach diesem Schweißen das so sind arbeitssparend und ergeben Stützgitter, die hohen
entstandene Gitter von der Montageplatte (20) Forderungen an Genauigkeit und Steifheit bei geringem
abgehoben, gewendet und wiederum auf Dorne (22) Druckabfall genügen.
aufgesteckt wird, wonach schließlich die andere 55 Die Erfindung wird nun an einem in mehreren
Seite des Gitters verschweißt wird. Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Wärmeübertrager, bei welchem die kreiszylindrischen Körper durch in
60 Dreiecksteilung angeordnete Rohre dargestellt sind,
Die Erfindung betrifft ein Stützgitter nach dem Fig.2 ein ringförmiges Element nach Fig. 1 in
Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Es sind solche vergrößertem Maßstab in Draufsicht,
Stützgitter bekannt, die aus gebohrten, ebenen Platten Fi g. 3 einen Längsschnitt durch den an einem Rohr
oder aus kreuzweise zwischen Rohrreihen hindurch anliegenden Teil eines ringförmigen Elements,
verlaufenden Stäben bestehen. Diese Gitter haben der*. ^ Fi0. 4s bis 4d Stufen der Fertigung eines ringförmi
Nachteil, daß eine Längsumströmung der zylindrischen gen Elements in nich: maßstäblicher Darstellung,
Körper nicht oder nui mit verhältnismäßig großem F i g. 5 im Grundriß eine Montageplatte mit zwei
Druckabfall möglich ist. Gitterrändern zum Zusammenbau eines Stützgitters,
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH747179A CH638304A5 (de) | 1979-08-15 | 1979-08-15 | Stuetzgitter an mit gegenseitigem abstand parallel verlaufenden, an einer waermeuebertragung beteiligten koerpern und verfahren zu seiner herstellung. |
Publications (3)
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DE2936148C3 DE2936148C3 (de) | 1981-12-24 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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- 1980-08-14 JP JP11228880A patent/JPS6022276B2/ja not_active Expired
- 1980-08-15 GB GB8026627A patent/GB2057669A/en not_active Withdrawn
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