DE1601221A1 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
Patenten* Dfpl.-Ing. A.Patents * Dfpl.-Ing. A.
Diedrich Menze
30 Jackson AvenueDiedrich Menze
30 Jackson Avenue
Box Hill NorthBox Hill North
(State of Victoria) 6. September I967(State of Victoria) September 6, 1967
WärmeaustauscherHeat exchanger
Die Erfindung bezieht sieh auf Wärmeaustauscher und auf ein Herstellungs verfahren für Wärmeaustauscher.The invention relates to heat exchangers and to manufacturing procedure for heat exchangers.
Bekannte Wärmeaustauscher enthalten zwei durch eine Wandung voneinander getrennte Kanäle durch die zwei Flüssigkeiten oder Gase von unterschiedlicher Temperatur geleitet werden, so daß ein Wärmeaustausch über die Trennwand erfolgt,ohne daß die Flüssigkeiten oder Gase miteinander in Berührung kommen»Known heat exchangers contain two of each other by a wall separate channels through the two liquids or gases of different ones Temperature are passed so that a heat exchange takes place over the partition without the liquids or gases with each other come into contact »
Zweck der Erfindung ist es, einen Wärmeaustauscher herzustellen, dessen Leistung im Verhältnis zu seiner Größe besser ist als bei anderen bekannten Wärmeaustauschern,. Ferner ermöglicht die Erfindung ein Vereinfachtes Herstellungsverfahren für einen Leistungsstarken Wärmeaustauscher. The purpose of the invention is to produce a heat exchanger, its Performance in relation to its size is better than other known heat exchangers. The invention also enables a Simplified manufacturing process for a powerful heat exchanger.
Erfindungsgemäß besteht der Wärmeaustauscher aus einem spiralenförmig gewelltem Rohr, welches zentriert zwischen einem äußeren und einem inneren Rohr liegt, so daß zumindest ,zwei nebeneinander verlaufende Kanäle gebildet werden* Jeder Kanal ist an seinen Enden mit einer Einlaß- und Auslaßverbindung versehen. Das innere Rohr kann an seinen Enden offen, verengt oder verschlossen sein.According to the invention, the heat exchanger consists of a spiral corrugated tube, which is centered between an outer and a inner tube is so that at least, two side by side Channels are formed * Each channel is provided with an inlet and outlet connection at its ends. The inner tube can be attached to his Ends open, narrowed or closed.
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Die gegenwärtige Erfindung ermöglicht außerdem ein Herstellungsverfahren für einen Wärmeaustauscher., in dem ein Rohr mit einem kleineren Durchmesser in einem zweiten Rohr mit einem größeren Durchmesser angeordnet ist und in dem in das Rohr mit dem größeren Durchmesser zu- · mindest eine spiralenförmige Vertiefung gewalzt ist, mit einer Tiefe, die zumindest dem Unterschied zwischen den Raiden der beiden Rohre entspricht, vorzugsweise aber tiefer als diese Differenz ist, so daß das innere Rohr fest mit dem spiralenförmig gewelltem Rohr verbunden istο Die spiralenförmige Vertiefung beginnt und endet so weit von den Enden des größeren Rohres, daß dieses an den Enden seine ursprüngliche Form beibehält» Die so vereinigten beiden Rohre werden in ein drittes Rohr geschoben, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des spiralig gewellten Rohres entspricht und welches zuvor mit zumindest zwei Öffnungen in seiner Wandung versehen worden ist ο Das spiralig gewellte Rohr zusammen mit dem inneren Rohr wird so in das dritte Rohr eingesetzt, daß die Enden der spiraleriförmigen Vertiefung gegenüber den Öffnungen in der Wandung des dritten Rohres zu liegen kommen. Diese Kombination der drei Rohre enthält zumindest zwei spiralenförmige Kanäle, welche durch die Wandung des spiralig gewellten Rohres voneinander getrennt sind. Die Enden der beiden Kanäle werden mit entsprechenden Einlaß- und Auslaßverbindungen versehen. The present invention also enables a method of manufacture for a heat exchanger., in which a tube with a smaller diameter is arranged in a second tube with a larger diameter and in which at least one spiral recess is rolled into the tube with the larger diameter, with a depth which corresponds at least to the difference between the Raiden of the two pipes, but is preferably deeper than this difference, so that the inner tube is firmly connected to the helically corrugated tube istο The spiral indentation begins and ends as far from the Ends of the larger pipe that this ends at its original Retains shape »The two tubes thus united become a third Tube pushed, the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the spirally corrugated tube and which previously with at least two Openings in its wall has been provided ο The spirally corrugated Tube together with the inner tube is inserted into the third tube so that the ends of the spiral recess opposite the Openings in the wall of the third tube come to rest. This combination of the three tubes contains at least two helical ones Channels, which are separated by the wall of the spiral corrugated tube are separated. The ends of the two channels are provided with respective inlet and outlet connections.
Wenn die spiralenförmigen Kanäle tiefer gestaltet werden,als der Unterschied zwischen dem Radius des gewellten Rohres und dem Radius des inneren Rohres beträgt, so werden auch in die Wandung des inneren Rohres spiralenförmige Vertiefungen geformt· Diese Verformung des inneren Rohres vergrößert dessen Wärmeaustauschfläche und wirkt als Stramungsbremse an der Innenseite des inneren Rohres. Außerdem könnenWhen the spiral channels are made deeper than the difference between the radius of the corrugated pipe and the radius of the inner tube, then spiral-shaped depressions are also formed in the wall of the inner tube · This deformation of the inner tube increases its heat exchange surface and acts as a Stress brake on the inside of the inner tube. Also can
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Lamellen oder andere geeignete Profile, welche die Wärmeaustauschfläche vergrößern, vor der Herstellung der spiraligen Vertiefung eingesetzt werden und durch die spiraligen Vertiefungen mit dem inneren Rohr verbunden i^erden»Fins or other suitable profiles that form the heat exchange surface to be inserted before making the spiral indentation and through the spiral indentation with the inner Pipe connected i ^ earth »
Die Einlaß- und Auslaßverbindungsstücke für den inneren Kanal werden in das mit spiralenförraigen Vertiefungen versehene Rohr eingesetzt und dann mit diesem und mit dem äußeren Rohr durch bekannte Verfahren, wie ZoB. durch Schweissen oder Löten verbunden. Es ist aber auch möglich, das äußere Rohr oder das spiralenförmig gewellte Rohr an den Enden zti verengen, so daß sich besondere Anschlußstücke erübrigen«The inlet and outlet fittings for the inner channel are inserted into the tube provided with spiral-shaped indentations and then with this and with the outer tube by known methods, like ZoB. connected by welding or soldering. But it is also possible the outer pipe or the helically corrugated pipe at the ends zti narrow so that special connecting pieces are unnecessary «
Die Einlaß- und Auslaßverbindungsstücke für den äußeren Kanal werden in die vorbereiteten öffnungen der Wandung des äußeren Rohres eingesetzt und in bekannter Weise verbunden»The inlet and outlet fittings for the outer channel are inserted into the prepared openings in the wall of the outer tube and connected in a familiar way »
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically. It shows:
Fig. 1 eine Ausführungsform eines Wärmeaustauschers in Seitenansicht, zum Teil im Längsmittelschnitt,1 shows an embodiment of a heat exchanger in side view, partly in longitudinal center section,
Fig» 2 den gleichen Wärmeaustauscher in Endansicht,Fig »2 shows the same heat exchanger in an end view,
Fig« j5 eine andere Ausführungsform eines Wärmeaustauschers in Seitenansicht, zum Teil im Längsmittelschnitt,FIG. 5 shows another embodiment of a heat exchanger in a side view, partly in longitudinal center section,
Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig» 3«Fig. 4 shows a cross section along the line IV-IV of Fig. "3"
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Ein mit spiraleniijtfmigen oder sch raubenlinigf örmigen Vertiefungen versehenes Rohr 1 ist zwischen einem äußeren Rohr 2, welches vorzugsweise die gleiche Länge hat wie Rohr 1 und einem inneren Rohr ~$, welches in Pig» 1 mit geschlossenen Enden dargestellt ist, angeordnet« Der Innendurchmesser des äußeren Rohres 2 entspricht dem Außendurchmesser des mit den schraubenlinienförmigen Vertiefungen versehenen Rohres 1, während der Außendurchmesser des inneren Rohres 3 zumindest so groß ist wie der Innendurchmesser des Rohres 1 ist. Ein dadurch entstehender schraubenlinienförmig verlaufender Kanal 4 wird von dem Rohr 1 und cfem inneren Rohr 3 begrenzt, während der andere schraubenlinienförmig verlaufende Kanal 5 von dem Rohr 1 und dem äußeren Rohr 2 begrenzt wird, 6 und 7 sind die Einlaß- und Auslaßverbindungsstücke für die Kanäle 4 und 5, ■A tube 1 provided with spiral or helical indentations is arranged between an outer tube 2, which is preferably the same length as tube 1, and an inner tube , which is shown in Figure 1 with closed ends outer tube 2 corresponds to the outer diameter of the tube 1 provided with the helical depressions, while the outer diameter of the inner tube 3 is at least as large as the inner diameter of the tube 1. A resulting helical channel 4 is delimited by pipe 1 and inner pipe 3, while the other helical channel 5 is bounded by pipe 1 and outer pipe 2, 6 and 7 are the inlet and outlet connections for the channels 4 and 5, ■
Die abweichende Ausführungsform in Fig. 3 enthält die gleichen Einzel-Bestandteile wie die Ausführungsform in Fig» 1 und 2« Den Bezugszahlen ist jedoch stets eine 1 davorgesetzt.The different embodiment in FIG. 3 contains the same individual components like the embodiment in FIGS. 1 and 2, however, the reference numbers are always preceded by a 1.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die schraubenförmigen Vertiefungen des Rohres 11 in radialer Richtung größer als der Unterschied zwischen den Raiden der Rohre 12 und 13» Das innere Rohr 13 ist an seinen Enden nicht verschlossen, jedoch ist es an einem oder an beiden Enden im Querschnitt reduziert, so daß nur ein Teil der Flüssigkeit oder des Gases durchströmen kann um die Wärmeaustauschfähigkeit an der Innenseite des inneren Rohres 13 besser auszumitzen, während dieIn the embodiment according to FIG. 3, the helical depressions in the tube 11 are larger than the difference in the radial direction between the rows of tubes 12 and 13 »The inner tube 13 is on its ends not closed, but its cross-section is reduced at one or both ends, so that only part of the liquid or the gas can flow through to the heat exchange capacity the inside of the inner tube 13 better to remove, while the
schraubenliniengrößere Menge durch den xjsijsxiförmigen Kanal I5 geleitet wird» Diehelically larger amount is passed through the xjsijsxi-shaped channel I5 »The
vergrößerte Kontaktfläche zwischen dem mit schraubenlinienförmigenincreased contact area between the helical
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Vertiefungen versehenen Rohr 11 und dem inneren Rohr 13 sowie die vergrößerte Oberfläche an der Innenseite des inneren Rohres 13 erhöhen die Leistungsfähigkeit des Wärmeaustauschers.Recessed tube 11 and the inner tube 13 as well as the increase enlarged surface on the inside of the inner tube 13 the efficiency of the heat exchanger.
Die schraubenlinienförmigen Vertiefungen im Rohr 1 bzw. 11 werden auf einer Drehbank oder einer ähnlichen Maschine durch Einpressen oder Einrollen hergestellteThe helical depressions in the tube 1 or 11 are pressed in on a lathe or a similar machine or rolled up
Das Einpresswerkzeug besteht aus einer Führungshülse mit einer im rechten Winkel dazu angebrachten verstellbaren Einpressrolle.The press-in tool consists of a guide sleeve with an adjustable press-in roller attached at right angles to it.
Das Rohr 1 bzw« 11 wird an einem Ende von einem Drehbankfutter gehalten» Das innere Rohr 3 wird in das Rohr 1 geschoben. Die Führungshülse desThe tube 1 or «11 is held at one end by a lathe chuck» The inner tube 3 is pushed into the tube 1. The guide sleeve of the
.Einpresswakzeuges wird über das Rohr 1 bzw, 11 geschoben,, Ein mitlaufender Dorn im Reitstock hält das andere Ende des Rohres 1 zentrisch. Das Einpresswerkzeug wird mit einer Vorrichtung so ghalten, daß es in der Längsachse über das Rohr 3 bzw. 13 gleiten kann, sich jedoch nicht um die Längsachse des Rohres 3 bzw. 13 drehen kann. Die Einpressrolle wird im einen Winkel zur Längsachse des Rohres eingestellt 13 der dem Winkel der gewünschten Sehraubenliniensteigung entspricht. Mittels einer Schraubspindel wird die Einpressrolle auf das Rohr 1 bzw. 11 gedrückt. Wenn das Rohr 1 in dem Einpresswerkzeug gedreht wird, hinterläßt das Einpressrad eine fortlaufende schraubenlinlenförmige Vertiefung. Der Längsvorschub des Einpreßwerkzeuges wird durch die Führung der Einpreßrolle in der von der Einpreßrolle hergestellten Vertiefung erziehlt« Es ist aber auch möglich, den selbsterzielten Vorschub durch einen zusätzlichen Vorschub von der Leitspindel der Drehbank zu unterstützen. Durch Umkehren der Drehrichtung des Rohres bewegt sich das Einpreßwerkzeug in entgegengesetzter Richtung aus der.Press-in tool is pushed over the pipe 1 or 11, a concurrent The mandrel in the tailstock holds the other end of the tube 1 centrally. The press-in tool is held with a device so that it is in the longitudinal axis can slide over the tube 3 or 13, but not can rotate about the longitudinal axis of the tube 3 and 13, respectively. The press roll is set at an angle to the longitudinal axis of the pipe 13 which corresponds to the angle of the desired pitch line. Means The press-in roller is pressed onto the pipe 1 or 11 using a screw spindle. When the tube 1 is rotated in the press-fit tool, it leaves behind the press-in wheel has a continuous helical recess. The longitudinal advance of the press-in tool is controlled by the press-in roller in that produced by the press-in roller Enriching deepening “But it is also possible to achieve the self-achieved To support the feed by an additional feed from the lead screw of the lathe. By reversing the direction of rotation of the pipe the press-fit tool moves in the opposite direction from the
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Vertiefung heraus» Durch mehrmaliges Umkehren der Drehrichtung in Verbindung mit den Tieferstellen der Einpreßrolle wird die gewünschte Tiefe des schraubenlinienförmigen Vertiefung gebildeten Kanals erzielte Die Form und Querschnittgröße des Kanals ist abhängig von der Form und Querschnjifcsgröße der Einpreßrolle»Deepening out »By reversing the direction of rotation several times in Connection with the lower points of the pressure roller is the desired Depth of the helical recess formed channel achieved. The shape and cross-sectional size of the channel is dependent on the shape and cross-sectional size of the press roll »
Das innere Rohr J> bzw. 1j5 wird durch das Drehbankfutter an dem einen Ende und dem mitlaufenden Dorn an dem anderen Ende des Rohres 1 an einer Längsverschiebung während der Verformung gehindert« Durch dieThe inner tube J> or 1j5 is attached to one of the lathe chucks End and the revolving mandrel at the other end of the tube 1 prevented from longitudinal displacement during the deformation «By the
schraubenlinienförmige
fortschreitende/Vertiefung im Rohr 1 während des Einpressvorganges helical
Progressive / deepening in the pipe 1 during the press-in process
wird das innere Rohr 5 bzw. 1j5 in Rohr 1 bzw« 11 zentriert.the inner tube 5 or 1j5 is centered in tube 1 or «11.
Nach dem Einpressen der schraubenlinienförmigen Vertiefung und der damit ■ vollzogenen Verbindung von Rohr 1 und Rohr j5 wird das äußere Rohr 2 über Rohr 1 geschoben, so daß die vorbereiteten öffnungen in der Wandung von Rohr 2 gegenüber den Enden des Kanals 5 zu liegen kommen. Die Verbindungsstücke 6 werden eingesetzt und mit Rohr 1 und 2 durch Schweißen oder Löten verbunden. Die Verbindungsstücke 7 werden in die öffnungen von Rohr 2 gesetzt und mit diesem durch Schweigsen oder Löten verbunden.After pressing in the helical recess and the thus ■ the completed connection of tube 1 and tube j5 becomes the outer one Tube 2 pushed over tube 1 so that the prepared openings in the wall of the tube 2 come to lie opposite the ends of the channel 5. The connectors 6 are used and with pipe 1 and 2 connected by welding or soldering. The connectors 7 are placed in the openings of tube 2 and with this by welding or soldering connected.
Wenn das innere Rohr 3 an seinen Enden im Querschnitt reduziert sein soll, so kann dies durch sternförmiges hereinziehen erreicht werden, wie in Fig. 4 dargestellt. Jedoch sind auch andere Möglichkeiten bekannt, um eine Reduzierung zu erreichen, wie z.B. das Flachdrücken oder Einbördeln eines Rohrendes oder das Einsetzen von Reduzierstücken. Es ist auch möglich,nur ein Ende des inneren Rohres zu verschließen oder im Querschnitt zu reduzieren.If the inner tube 3 is reduced in cross section at its ends this can be achieved by pulling in in a star shape, as shown in FIG. However, other ways of achieving a reduction are known, such as flattening or crimping a pipe end or inserting reducers. It is also possible to close only one end of the inner tube or to reduce the cross-section.
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| AU1382966A (en) | 1969-03-13 |
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Legal Events
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| OHJ | Non-payment of the annual fee |