CH111633A - Heat exchange device. - Google Patents

Heat exchange device.

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CH111633A
CH111633A CH111633DA CH111633A CH 111633 A CH111633 A CH 111633A CH 111633D A CH111633D A CH 111633DA CH 111633 A CH111633 A CH 111633A
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CH
Switzerland
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ribs
heat
heat exchange
exchange device
group
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German (de)
Inventor
Junkers Hugo
Original Assignee
Junkers Hugo
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/26Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means being integral with the element

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  

      Wärmeaustauschvorrichtung.       Bei     Wärmeaustauschvorrichtungen,    'die  als Rippenkörper ausgebildet sind, ist es be  kannt, die     Gesamtrippenfläche    in einzelne, in  Richtung des zwischen den Rippen strömen  den Mittels aufeinanderfolgende Gruppen  aufzuteilen.  



       Zweck.    der Erfindung ist es, die Wirt  schaftlichkeit derartiger Wärmeaustausch  vorrichtungen mit Rippenfläche, besonders in  ihrer Anwendung auf Flüssigkeitserhitzer,  zu verbessern, und zwar dadurch, dass die       Wärmeübergangszahl    in jeder in Richtung .des  die Rippenzwischenräume durchströmenden  Mittels aufeinanderfolgenden Rippengruppe  derart der Temperaturdifferenz zwischen den  wärmeaustauschenden Medien angepasst ist,  dass sie mit sinkender Temperaturdifferenz  steigt.  



  Erreicht wird dies nach der Erfindung  dadurch, dass bei abnehmender Temperatur  differenz zwischen den wärmeaustauschen  den Medien die auf die Längeneinheit des  Weges des zwischen den Rippen fliessenden  Mittels bezogene Rippenfläche in jeder längs  dieses Weges aufeinanderfolgenden Rippen  gruppe grösser ist     a15    in der vorhergehenden    Rippengruppe.

   Besonders vorteilhaft ist es  dabei, wenn neben dieser Vergrösserung der  Rippenflächen in den längs des Weges zwi  schen den Rippen fliessenden Mittels auf-  einanderfolgenden Rippengruppen auch die  Wandstärke der Rippen in jeder dieser  Rippengruppen geringer ist als in der vor  hergehenden Rippengruppe, oder auch der Ab  stand der Rippen voneinander in den längs  des Weges des zwischen den Rippen fliessen  den wärmeaustauschenden Mittels     aufein-          anderfolgenden    Rippengruppen abnimmt.

    Eine Verkleinerung des Rippenabstandes hat  an sich eine Vergrösserung der Wärme  übergangszahl zur Folge; die Abnahme des  Rippenabstandes von Gruppe zu Gruppe be  wirkt aber weiterhin, dass das zwischen den  Rippen strömende Mittel bis zu seinem Aus  tritt aus dem Rippenkörper eine grosse Ge  schwindigkeit beibehält, was ebenfalls zur  Vergrösserung der     Wärmeübergangszahl    bei  trägt.  



  Die Zeichnung zeigt als beispielsweise  Ausführungen der Erfindung zwei Flüssig  keitserhitzer in ihrem grundsätzlichen Auf  bau im senkrechten     Schnitt.         Auf dem in     beliebiger        Richtung    von dein  zu     erwärmenden        Wasser        durchflossenen     Rohr 1.

   sind längs des in     Rielitung    der Pfeil,,       a        verlaufenden        Heizgasweges    mehrere, in       dF.m        dargestellten    Beispiel vier, Rippengrup  pen     vorgesehen.    Dabei zeigt     Fig.    1 ein Bei  spiel, wie die     Vergrösserung    der     Heizfläche     in den längs des     Ileizgasweges    aufeinander  folgenden Rippengruppen verwirklicht werden  kann.

   In     Fig.    2 ist die     Vergrösserung    der  Heizfläche von Gruppe zu Gruppe bei     gleich-          bleibendem        Gaswe;querschnitt    erreicht, wo  bei die Anzahl der Rippen 2 in den ein  zelnen Rippengruppen von Gruppe zu Gruppe  entsprechend der     sinkenden    Temperaturdiffe  renz immer grösser, die     Stärke    der Rippen       und    ihr     gegenseitiger    Abstand voneinander       dagegen    immer kleiner werden.  



  Eine solche Bauweise zeitigt für Flüssig  keitserhitzer noch besondere Vorteile. Durch       die    weiten Rippenabstände in der den heisse  sten Gasen ausgesetzten Rippengruppe wer  den nämlich einerseits ein Absetzen von       Aligasrficlzständen,    anderseits in Verbindung  mit der an dieser Stelle grossen     Rippenwand-          .sl:rirhe    ein Abschmelzen der     Rippenverzin-          nun-    oder eine Zerstörung der Rippen durch  zu starke Erhitzung, wie sie bisher an die  sen Stellen häufig vorkamen, vermieden.

    Die in die erste     Rippengruppe    mit der       liiichsten    Temperatur eintretenden     Heizgase     geben infolge der     verhältnismässig    kleinen       CTruppenheizfläche    und der bei dem weiten       Rippenbestand        geringeren        Wärmeübergangs-          zahl    an die Rippen in dieser Gruppe nur  den durch den     gewünschten    Temperaturver  lauf bedingten     Wärmebetrag    ab,

   finden in  der nächsten Gruppe eine ihrem Temperatur  abfall entsprechend     vergrösserte    Heizfläche  bei infolge des     kleineren        Rippenabstandes     besserer     Wärmeübergangszalil        usf.    Dabei  kann trotz der Vervielfachung der     Heiz-          fLichenc-rösse    in den letzten Gruppen     gegen-          über    der ersten Gruppe ein über den ganzen       Heizgasweg    gleichbleibender Gasquerschnitt       verwirklicht    werden,

   so dass auch in den  äussersten Gruppen noch eine hohe     Gas-          beschwindigkeit    und entsprechend intensive         Wlirmeübertragung        vorhanden    sind. Auch  die     Verstopfungsgefahr    ist bei.

   einem     der-          artigen        Heizkörper    trotz     der        Verringerung     der     Rippenalislände    in den äussern Gruppen       geringer    als bei den     bekannten        Anordnungen,     da     Kondenswasserlüldttng    an den dem     Ileiz-          g;

  asaustritt    zu     belc#-eneti    Rippen     wegen    des  bei dieser Bauart auch an     dieser    Stelle noch  intensiven     Wä        rmestronies    in den Rippen und  der damit verknüpften höheren     HeizfLächen-          temperatur    nicht auftritt.  



  in     weiterer    Vorteil in Form einer gro  ssen Material-,     (Tu-,viclits-    und Raumersparnis  ergibt sieh daraus. dass infolge der nunmehr  in allen     Stellen    sehr     intensiven        Wärme-          übertragung        dieRippenfliiche    in entsprechen  dem Verhältnis kleiner sein kann, und über  dies gerade der     überwiegende,    mit den ge  ringeren     Temperatctrdiffcretizen    arbeitende  Anteil der     Cl-esamirippenflliche    von dieser       Verbünstigung#        getroffen    wird.  



  Um bei den dünnen und in kleinem       gegenseitigen        Abstand        aii",eordneten    Rippen  der letzten am     Heiz@-asaustritt        gelegenen     Gruppe     Einbeulutigf,ti    zu     vermeiden,        werden     diese Rippen.     z@@-echmlissib,        beispiels-\#"eise     durch     LTmsclilag;en    ihres     obern    Randes, ver  steift.



      Heat exchange device. In the case of heat exchange devices, which are designed as rib bodies, it is known to divide the total rib area into individual groups following one another in the direction of the means flowing between the ribs.



       Purpose. The invention is to improve the economic viability of such heat exchange devices with a rib surface, especially in their application to liquid heaters, in that the heat transfer coefficient in each successive group of ribs in the direction of the interstices flowing through the ribs corresponds to the temperature difference between the heat-exchanging media adapted is that it increases with decreasing temperature difference.



  This is achieved according to the invention in that, with decreasing temperature difference between the heat exchanges between the media, the rib area related to the unit length of the path of the medium flowing between the ribs is greater in each rib group following one another along this path a15 in the preceding rib group.

   It is particularly advantageous if, in addition to this enlargement of the rib areas in the rib groups flowing along the path between the ribs, the wall thickness of the ribs in each of these rib groups is also smaller than in the preceding rib group, or even the distance of the ribs from one another in the successive groups of ribs along the path of the heat-exchanging agent flowing between the ribs.

    A reduction in the distance between the ribs results in an increase in the heat transfer coefficient; However, the decrease in the distance between the ribs from group to group continues to mean that the medium flowing between the ribs remains at a high speed until it exits the rib body, which also increases the heat transfer coefficient.



  The drawing shows as an example embodiments of the invention, two liquid keitserhitzer in their basic construction in vertical section. On the pipe 1 through which the water to be heated flows in any direction.

   along the heating gas path running in the direction of the arrow ,, a, several, example four, rib groups shown in dF.m are provided. 1 shows an example of how the enlargement of the heating surface can be achieved in the groups of ribs following one another along the Ileizgasweges.

   In Fig. 2, the increase in the heating surface from group to group with constant gas cross-section is achieved, where the number of ribs 2 in the individual rib groups from group to group increases according to the decreasing temperature difference, the strength of the ribs and their mutual distance from one another, on the other hand, is getting smaller and smaller.



  Such a design has particular advantages for liquid heaters. Because of the wide spacing between the ribs in the group of ribs exposed to the hottest gases, on the one hand a settling of Aligasrficlzstands, on the other hand, in connection with the large rib wall at this point, a melting of the rib tin or a destruction of the ribs strong heating, as it has so far often occurred in these places, avoided.

    The heating gases entering the first group of ribs with the lowest temperature give off only the amount of heat required by the desired temperature curve due to the relatively small heating surface and the lower number of heat transfers to the ribs in this group due to the large number of ribs,

   In the next group you will find a heating surface that is enlarged according to its temperature drop, with a better heat transfer rate due to the smaller distance between the ribs, etc. Despite the multiplication of the heating surface size in the last groups compared to the first group, a constant gas cross-section can be achieved over the entire heating gas path will,

   so that even in the outermost groups there is still a high gas velocity and correspondingly intensive wireless transmission. There is also a risk of clogging.

   a radiator of this type, despite the reduction in the area of the ribs in the outer groups, is less than in the known arrangements, since condensation water is provided at the sides;

  The outlet to belc # -eneti ribs does not occur because of the intensive heat flow in the ribs and the associated higher heating surface temperature with this design.



  Another advantage in the form of a large saving in material, plastic, plastic and space results from the fact that as a result of the now very intensive heat transfer in all places, the rib surface can be proportionally smaller, and above all the predominant , with the lower Temperatrdiffcretizen working part of the Cl-esami ribs is affected by this privilege.



  In order to avoid bulging in the thin and at a small mutual distance aii ", arranged ribs of the last group at the heating @ -as outlet, these ribs are. Z @@ - echmlissib, for example - \ #" eise by LTmsclilag; en their upper edge, stiffened.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH WärmeaustausehvorrichtunIg mit einer durch Rippen gebildeten, in der Strö mungs- riclitung des zwischen den Rippen fliessen den, wärmeaustauschenden Dlittels in Grup pen unterteilten @VÜrmeaustausehflüche, ins besondere zur >Tliertragun@ der Wärme heisser Verbrennungsgase an Flüssigkeiten, dadurch gel@emizf>iclrnet, PATENT CLAIM Heat exchange device with a heat exchange device formed by ribs in the flow direction of the heat-exchanging medium that flows between the ribs, subdivided into groups of heat exchange curses, in particular for the transfer of heat from hot combustion gases, thus emitting liquids. dass die auf die Längeneinheit des Weges des zwischen den Rippen fliessenden 'Mittels bezogene Rippen- fliiehe in jeder längs dieses Webe; a.uf- eina-nderfolgenden Rippengruppe grösser ist als in der vorlier-clicndFn Rippengruppe. that the rib flow related to the unit of length of the path of the means flowing between the ribs runs in each along this weave; a. in the following group of ribs is larger than in the previous group of ribs. UNTERANSPRMIE 1. Wärmeaustauschvorrichtung nach Patent anspruch, cladurcli gekennzeichnet, dass die @V andstürke der Rippen in jeder längs des @,\'eges des zwischen den Rip- pen fliessenden wärmeaustauschenden Mit tels aufeinanderfolgenden Rippengruppe geringer ist als in der vorhergehenden Rippengruppe. SUBSTANTIAL CLAIM 1. Heat exchange device according to patent claim, cladurcli characterized in that the thickness of the ribs in each group of ribs following one another along the length of the heat-exchanging means flowing between the ribs is less than in the preceding group of ribs. \?. Wärmeaustauschvorrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Rippen voneinander in den längs des Weges des zwischen den Rippen fliessenden, wärmeaustauschenden Mittels aufeinanderfolgenden Rippen gruppen abnimmt. 3. Wärmeaustauschvorrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in allen Rippengrupen annähernd Bleich grosse Querschnitte für das zwischen den Rippen fliessende wärmeaustauschende Mittel vorhanden sind. \ ?. Heat exchange device according to claim, characterized in that the spacing of the ribs from one another decreases in the groups of ribs which follow one another along the path of the heat-exchanging agent flowing between the ribs. 3. Heat exchange device according to patent claim, characterized in that in all groups of ribs approximately bleach large cross-sections are available for the heat-exchanging agent flowing between the ribs.
CH111633D 1924-11-18 1924-11-18 Heat exchange device. CH111633A (en)

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CH111633T 1924-11-18

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Cited By (5)

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