DE2227235C3

DE2227235C3 - Method of manufacturing a heat exchanger

Info

Publication number: DE2227235C3
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: 1981-01-15
Also published as: DE2227235A1; DE2227235B2

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 V/uisten bestehen, die gegen den inneren Mantel anliegen, wobei ein mit einer Anzahl schraubenförmig verlaufender Rillen verseiiener äußerer zylindrischer Mantel über einem innu-ren 7ylindrischen Mantel aufgesteckt und mit diesem verbunden wird.The invention relates to a method for manufacturing a heat exchanger which has a number of cylindrical shells coaxial with one another and a number of helical ones in between Has flow channels for heat media, which are pressed into an outer jacket, screw-shaped extending V / uisten exist, which rest against the inner jacket, one with a number helical running grooves of veiled outer cylindrical Sheath over an inner, cylindrical sheath is attached and connected to this.

Bei aus der DF-PS 1 26 233 sowie der US-PS 19 90 738 bekannten Verfahren dieser Art werden die ineinandergeschobenen Mantel 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 Mantel längs ihres miteinander verpreßten, schraubenförmig verlaufenden Bereiches durch Punklschweißungen miteinander verbunden sind. Die bekannten Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers sind dadurch kompliziert und aufwendig, daß die Mantel zur Herstellung ihrer innigen Verbindung längs den schraubenförmig verlaufenden Wulsten zwischen einem Preßrollenpaar hindurchlaufen müssen.In the DF-PS 1 26 233 and US-PS 19 90 738 known method of this type are the sheath pushed into one another along the pressed, helically extending beads in brought close contact with each other that on the one hand in cross-section spherical rollers and on the other hand Rolls with a corresponding groove on the inner wall of the inner cylindrical shell and in the helical groove of the outer jacket, and the two jackets run along the helical Press the running bead together. According to US-PS 19 90 738 it is also provided that the both jacket along their pressed together, helically extending area by spot welds are connected to each other. The known methods of manufacturing a heat exchanger are complicated and expensive because the jacket lengthways to produce their intimate connection the helical beads must pass between a pair of pressure rollers.

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.The object of the present invention is therefore to create a method of the type specified at the outset, after which the cylindrical jackets forming the heat exchanger without the use of pairs of pressure rollers connect intimately with one another in a simple manner along the helically extending beads permit.

Diese Aufgäbe wird erfindufigsgemäß dadurch gelöst, daß der äußere Mantel nach dem Aufstecken bis zum Anliegen der Rillen am Itinenmantel in axialer Richtung zusammengepreßt wird und nach Fertigstellung des Wulstmanteis nur das Mantelende gegen Böden des Ihriengefäßes eingerollt wird.According to the invention, this task is solved by that the outer jacket after attaching to the grooves on the line jacket in the axial direction is compressed and after completion of the Wulstmanteis only the end of the jacket is rolled up against the bottoms of the Ihriengefäßes.

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 SchweißenDue to the axial compression of the outer jacket according to the invention, the deepens in this Pressed-in groove in such a way that it has a helical shape lying between the inner and outer casing The flow channel is limited as soon as it is in contact with the inner jacket. A complex connection of the coaxial cylindrical shells along the helical beads or grooves by pressing between a pair of press rollers or welding

ι ο kann daher verzichtet werden.ι ο can therefore be omitted.

Die Enden des Außenmantels werden nach der Fertigstellung des Wulstmanteis durch zusätzliche axiale Zusammenpressung des Außenmantels gegen die jeweiligen Böden des Gefäßes eingerollt und mit diesem verschweißtThe ends of the outer jacket are replaced by additional axial compression of the outer jacket against the respective bottoms of the vessel and rolled with this welded

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;The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. In the drawings shows
F i g. 1 is a side view and
F i g. Figures 2 and 3 are end views of a heat exchanger in which the inner wall consists of a closed cylindrical vessel;

Fig.4 einen vertikalen Axialschnitt durch den Wärmeaustauscher gem. F i g. 1 bis 3 und4 shows a vertical axial section through the heat exchanger according to FIG. 1 to 3 and

Fig. 5 —7 drei Verfahrensstufen in der Herstellung des Außenmantels.FIGS. 5-7 three process stages in manufacture of the outer jacket.

Der in F i g. 1 bis 4 dargestellte Wärmeaustauscher weist nur zwei koaxale zylindrische Mantel 9 und 11 auf. Der Innenmante! 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 eir-:m 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 urch 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 ablastet.The in F i g. 1 to 4 shown heat exchanger has only two coaxial cylindrical shells 9 and 11. The inner jacket! 9 is formed by the wall of a vessel 10, which at each end by an arched The bottom is complete. The outer jacket 11 is bent at both ends and there with the inner jacket 9 connected by a circular weld 12 each. In the outer jacket 11 there is a pressed-in helical shape running bead 13 with which the outer jacket 11 rests against the vessel 10 and thus delimits a helical channel 14. A tube 15 opens into the channel 14 at one end at the other end a tube 16. A heat-emitting medium, e.g. B. hot water from a boiler, is introduced through the pipe 15, flows at high speed through the channel 14 in the immediate Contact with the inner wall 9 and is finally diverted through the pipe 16. A heat dissipating one Medium, e.g. B. cold water from the water pipe, the vessel 10 urch a nozzle 17 on a widening mouthpiece 18 introduced below and in the upper part of the vessel 10 in a heated state Derived via a mouthpiece 19 and a pipe socket 20. To bring about the desired high The speed of the heat-emitting medium through the channel 14 is expediently a Pump used, which is controlled by a thermostat, the temperature of the vessel 10 derived consumption hot water.

F.iner der gewölbten Böden des Gefäßes 10 ist mit einem Inspektionsloch versehen, das gewöhnlich durch einen Deckel 21 abgeschlossen ist.F. one of the domed bottoms of the vessel 10 is provided with an inspection hole, which is usually through a lid 21 is complete.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des soeben beschriebenen Wärmeaustauschers geht aus den schematischen Zeichnungsfiguren 5 bis 7 hervor.The method according to the invention for producing the heat exchanger just described starts out the schematic drawing figures 5 to 7 emerge.

Nachdem das Gefäß 10 fertiggestellt worden ist, wird darüber ein den Außenmantei 11 zu bildender Zylinder 11' geschoben (Fig.5), in dem eine schraubenförmig verlaufende, als Biegeanweisung dienende Rille 13'After the vessel 10 has been completed, a cylinder to be formed as the outer jacket 11 is placed over it 11 '(Fig. 5), in which a helical groove 13' serving as a bending instruction

eingeformt ist Der Zylinder Ii' mit dem sich darin befindenden Gefäß 10 wird sodann zwischen zwei ringförmige Preßwerkzeuge 22 angeordnet, Welche mit je einer im Querschnitt konkav gekrümmten Fläche 23The cylinder Ii 'is molded into it located vessel 10 is then arranged between two annular pressing tools 22, Which with one surface 23 each with a concavely curved cross-section

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 schraubenförtrüge 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 Manielende unter Gleiten gegen die konkaven Anliegeflächen 23 eingerollt wird, bis die Endkanten des Außenmantels 11 an den entsprechenden Böden des Gefäßes 10 anHegen (Fig.7). Danach wird der is Außenmantel 11 mittels der schon beschriebenen Rundschweißnähte an beiden Enden mit dem Gefäß 10 verschweißt.are designed to rest against the ends of the cylinder 11 '. Then the tools 22 z. B. pressed against each other by means of a hydraulic press, initially from the helical extending groove 13 'of the corresponding screw conveyor bead 13 is formed (Figure 6). Once the If the bead 13 rests against the vessel 10 over its entire length, the now completed outer jacket resists 11 a further compression in the longitudinal direction, and the pressure exerted by the tools 22 against the jacket ends then increases so that each Manielende is rolled up while sliding against the concave contact surfaces 23 until the end edges of the Outer jacket 11 on the corresponding bottoms of the vessel 10 on Hegen (Fig.7). Then the is Outer jacket 11 with the vessel 10 at both ends by means of the circular welds already described welded.

Die wulstartige, schraubenförmige Einpressung 13 versteift den Außenmantel 11 und macht diesen y/iderstandskräftiger 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 Oberdruck des Gefäßes 10 stammen, der in der Regel gleich dem Wasserleitungsdruck isL 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 bestehtThe bead-like, helical indentation 13 stiffens the outer jacket 11 and makes it y / more resistant to external overpressure. That Direct contact with the vessel 10 has the consequence that the outer jacket 11 also acts as a reinforcement of the vessel 10 acts in relation to its ability to absorb the expansion forces that of the relatively high The upper pressure of the vessel 10 originates, which is usually equal to the water line pressure. Thus, the vessel 10 can be formed with a thinner wall thickness than would otherwise be possible. This is great economic importance, especially in the frequently occurring cases where the inner vessel 9 from stainless steel or some other relatively expensive metal

Durch zweckmäßige Auswahl des ursprünglichen Abstandes zwischen dem Innenmantel 9 und dem Zylinder 11' 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.By appropriate selection of the original distance between the inner jacket 9 and the Cylinder 11 'or the distance at the jacket ends, the outer jacket 11 is given the desired shape the pressing. Compared to known methods for forming a helical flow channel for a heat exchange medium outside a vessel 10, the method according to the invention offers considerable benefits Savings.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Method of manufacturing a heat exchanger which has a number of interconnected coaxial cylindrical shells and a number of helical flow channels between them for a heat medium, which is pressed into an outer jacket, helically extending beads that bear against the inner jacket, one with a number of helically extending grooves provided outer cylindrical jacket over a inner cylindrical jacket is put on and connected to this, characterized in that that the outer jacket is pressed together in the axial direction until the grooves rest against the inner jacket and after completion of the bead jacket only the jacket end against the bottoms of the inner vessel rolled up v.ird.