DE2934003A1

DE2934003A1 - Rohrspiralenpaket fuer waermetauscher und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2934003A1
Application number: DE19792934003
Authority: DE
Inventors: Markku Vilhelm Dip Honkajaervi
Original assignee: Outokumpu Oyj
Current assignee: Outokumpu Oyj
Priority date: 1978-09-05
Filing date: 1979-08-22
Publication date: 1980-03-06
Also published as: DE2934003C2; SE7907356L; DK357179A; DK150930B; SE445775B; FI782718A7; NO792846L; FI61956C; NO146074C; GB2029563B; CA1127144A; FI61956B; US4306618A; DK150930C; NO146074B; GB2029563A

Description

- 4 -DIPL.-ING. HANS W. GROENING

PATENTANWALT £ 9 <J H U U <J

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Rohrspiralenpaket für Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung desselben

Die Erfindung betrifft ein Rohrspiralenpaket für Wärmetauscher, welches eine Anzahl flächenförmiger, gleichgestalteter Rohrspiralen umfaßt, die parallel zueinander auf gleicher Mittelachse angeordnet sind, wobei sich die ineinander liegenden Windungen der einzelnen Rohrspirale in einem gegenseitigen Abstand voneinander befinden und sämtliche Rohrspiralen an ihrem einen Ende an ein gemeinsames Verteilerrohr und mit ihrem anderen Ende an ein gemeinsames Sammelrohr angeschlossen sind. Weiter betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer: solchen Rohrspiralenpaketes►

Derartige Wärmetauscher werden u.a. zum Aufheizen von Brauchwasser sowie in den Hausverteilungen von Zentralheizungssystemen eingesetzt. Mit zunehmendem Einsatz von Fernheizungen steigt auch der Bedarf an Wärmetauschern.

Ein Wärmetauscher, der mit einem Rohrspiralenpaket des oben genannten Typs bestückt ist, ist in der schwedischen

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1RTSTB.4 · 8000 MÜNCHEN 8β ■ POB 880340 · KABEL: RHEINPATEJiT · TEL (089) 471070 · TELEX 8·32β5»

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Patentschrift 400 368 beschrieben. Das Rohrspiralenpaket ist bei diesem Wärmetauscher in einen zylindrischen Behälter eingesetzt, aus dessen einer Stirnwand das Verteiler- und'das Sammelrohr hervorstehen. Die Zusammenstellung des Rohrpaketes selbst erfolgt in der Weise, daß man auf Sollänge geschnittene Kupferrohre parallel zueinander auf einem perforierten Stahlblech zu einer Rohrmatte anordnet und diese dann zu einer Spirale biegt. Das Stahlblech dient dabei als Leitelement für das Fernheizwasser bzw. den Fernheizdampf, das in die Paket" mitte eingespeist und an der Mantelfläche des Zylinders abgeführt wird.

Da solches Kupferrohr meistens als weiches aufgespultes Rohr geliefert wird, setzt dieses bekannte Fertigungsverfahren voraus, daß das Rohr zunächst begradigt und dann, wenn die Rohrstücke auf dem Blech angeordnet sind, dessen Vorsprünge die Rohre in einem gegenseitigen Abstand an ihrer Stelle halten, erneut gebogen wird.

Mit der Erfindung soll dieses bekannte Rohrspiralenpaket so verbessert werden., daß sich seine Herstellung einfacher gestaltet und kein Zyvischeribleeii erforderlich ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1, sowie durch Herstellungsverfahren gemäß Patentanspruch S.

Gemäß der Erfindung wird also das Wärmetauscher-Rohrpaket aus fertig gebogenen, regelmäßigen Rohrspiralen zusammengestellt, die sich, ausgehend von dem auf der Ziehtrommel befindlichen harten Rohrbund, mit in der Rohrfabrik sowieso vorhandener Maschinen leicht herstellen lassen, wobei bei der Herstellung Ganghöhe und Windungs-

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länge regulierbar sind. Das dichte Aneinanderfügen der Rohrspiralen erfolgt nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung durch Verschweißenlassen bei hoher Temperatur.

Alternativ können die Spiralen auch z.B. durch Metallbandagen oder andere mechanische Befestigungselemente aneinandergebunden werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen mit dem erfindungsgemäßen Rohrpaket bestückten, teilweise aufgeschnittenen Wärmetauscher in Seitenansicht, und

Fig. 2 den Wärmetauscher in Draufsicht.

In den Figuren bedeutet die Bezugszahl 1 den zylindrischen Mantel des Wärmetauschers, der einen Einlauf 2 sowie einen Ausfluß 3 für das Fernheizwasser aufweist, wie durch einfache Pfeile angedeutet ist. Das aufzuheizende Wasser, z.B. das Warmwasser oder der Vorlauf für die Heizkörper eines Wohnhauses, fließt über ein Verteilerrohr 4 zu und über ein Sammelrohr 5 ab, wie durch Doppelpfeile angedeutet ist. Die Rohrspiralen tragen die Bezugszahl 6 und sind dicht übereinander angeordnet. Tn Fig. 1 sind die Fohrr.plralen 6 rechts in ungeschnittenem Zustand und links im Schnitt dargestellt. Ihr äußeres Ende ist an das Verteilerrohr 4, ihr inneres Ende entsprechend an das Sammeln rohr 5 angeschlossen.

Durch die von den Rohrspiralen 6 gebildete zusammenhängende Wand wird die Umlaufbewegung des "Mantelwassers" gelenkt;

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ein besonderes Stahlblech erübrigt sich. Und da sich die einzelnen Rohrspiralen lilienförmig berühren, steht im Hinblick auf den Wärmeaustausch viel effektive Fläche zur Verfügung. Das Paket hat im Verhältnis zur Leistung geringe Abmessungen und ist von vorteilhafter Gestalt.

Das Zusammenbauen des Rohrpaketes aus den Rohrspiralen kann auf vielerlei Weise erfolgen, wobei gleichzeitig Einfluß auf die Dichtigkeit der aus den Rohren gebildeten Wand genommen werden kann. Das vielleicht billigste und einfachste Verfahren besteht darin, die in ihrem Herstellungszustand harten Rohrspiralen unter Verwendung von Hilfsführungen aufeinander zu schichten und durch verschiedenartige Bandagen zu einem Paket aneinander zu binden. In den Figuren sind zwei solche Bandagen durch die Bezugszahl 7 bezeichnet.

Ein weiteres und wesentlich mit der Nutzung der Erfindung verbundenes Verfahren zum Zusammenbau ist so angelegt, daß sich besonders Dichtigkeit und Festigkeit der Rohrwand verbessern lassen. Die Rohrspiralen werden dabei in einem Montagegestell aufeinander geschichtet, dessen Führungszapfen für eine genaue Zentrierung der RchrZwischenräume sorgen, so da B eijie ges ade Rohrwand entsteht. Außerdem können hierbei die Spiralen fest gegeneinander gepreßt werden. Das so gebildete Paket wird dann im Vakuumofen bei 5QO-COQ⁰C weichgeglüht, wobei es zu einem gegenseitigen Verschweißen, einem "Aneinandersintern" der Rohrspiralen kommt und man eine feste Rohrwand erhält, welche die Strömung des Mantelwassers führt. In weichgeglühtem Zustand lassen sich die Rohrenden formen und an die größeren Verteilerund Sammelrohre 4 und 5 anschließen.

Voraussetzung für ein gutes Aneinandersintern ist eine sauerstoffreie und saubere Rohroberfläche. Hartgezogenes

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Rohr ist in diesem Sinne geeignet, da das beim Ziehen verwendete Schmiermittel, das sich an die Rohroberfläche haftet, ein Oxidieren derselben verhindert- Im Vakuumofen verdampft dieses Schmiermittel, und mit steigender Temperatur kommt es dann zu einem Aneinanderhaften der Rohrspiralen. Durch Anwendung von Druck werden die Rohroberflächen dicht gegeneinander gepreßt.

Eine weitere Verbesserung der Wandfestigkeit läßt sich erzielen, indem man während des Glühens mit einem Lötmittel zwischen den Spiralen arbeitet. Bei Versuchen wurden hierzu u.a. kleine Zinnspäne verwendet. Beim Schmelzen unter Vakuum breitet sich das Zinn längs der linienförmigen Berührungsfläche aus und bildet eine stabile Verbindung. Auch beim Glühen in gewissen Schutzgasöfen werden entsprechende Ergebnisse erzielt.

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Claims

DIPL.-ING. HANS W. G R OE NING PATENTANWALT 2334003 O 3-53 OUTOKUMPU OY, Töölönkatu 4, SF-00100 Helsinki 10# Finnland Rohrspiralenpaket für Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung desselben Patentansprüche

1. Rohrspiralenpaket für Wärmetauscher, welches eine Anzahl flächenfcrmiger» gleichgestaltetor Rohr r.ρ ir al en umfaßt, die parallel zueinander auf gleicher Mittelachse angeordnet sind, wobei sich die ineinander liegenden Windungen der eini^lneu Rohrspirale an einem gegenseitigen Abstand voneinander befinden und mit ihrem einen gleichnamigen Ende an ein gemeinsames Verteilerrohr und mit ihrem anderen gleichnamigen Ende an ein gemeinsames Sammelrohr angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet , daß das Paket aus fertig gebogenen Rohrspiralen (6) besteht, die dicht aneinandergefügt sind, so daß sich zwischen zwei benachbarten Spiralen eine zusammenhängende spiralenförmige Berührungslinie ergibt.

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S1EBERTSTR. 4 ■ 8000 MÜNCHEN 8β · POB 860 340 · KABSI.: IIHEISPATEXT TEL. (080) 471079 · TELEX 5-S26S9

2. Spiralenpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Rohrspiralen (6) unter hoher Temperatur miteinander verschweißt sind.

3. Spiralenpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrspiralen (6) durch Bindeglieder wie Metallbandagen (7) aneinander befestigt sind.

4- Spiralenpaket nach irgendeinem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrspiralen (6) aus hartgezogenem Kupferrohr bestehen.

5. Verfahren zur Herstellung des Rohrspiralenpaketes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl einzelner gleichgestalteter, flächenförmiger Rohrspiralen vorgefertigt werden, welche unter Einhaltung einer gemeinsamen Mittelachse dicht aufeinander angeordnet und zu einem dichten Paket aneinandergefügt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5_y dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Rohrspiralen mittels eines Führungselementes konzentrisch aufeinander geschichtet werden und das Rohrspiralenpaket im Vakuum- oder Schutzgasofen so weichgeglüht wird, daß die Rohre längs ihrer Berührungslinien zu einem festen Paket miteinander verschweißt, werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Verteilerund Sammelrohre in geglühtem Zustand des Paketes an die Enden der Rohrspiralen angeschlossen werden.

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8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Glühen zwischen die Rohrspiralen ein Lötmittel, z.B. feine Zinkspäne, gegeben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Aneinanderfügen der Rohrspiralen mit Hilfe von das Paket umschlingenden Metallbandagen erfolgt.

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