CH414705A - Wärmeaustauschelement - Google Patents

Description

      Wärmeaustauschelement       Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärme  austauschelement mit flüssigkeitsdurchflossenen Roh  ren, welche mit quer zu den Rohren von Gas be  strichenen Rippen versehen sind.  



  Es ist bekannt, für den Wärmeaustausch zwischen  Gasen und Flüssigkeiten entsprechend den geringeren       Wärmeübergangszahlen    auf der Gasseite, Rippen  rohre für den Bau von Wärmetauschern zu verwen  den. Es liegen verschiedene Vorschläge über die Aus  gestaltung der Rippen und deren Anordnung sowie  der die Flüssigkeit führenden Rohre vor. Es     sind     z. B kreisförmige Rippen mit einer gegen die Peri  pherie abnehmbare Materialstärke bekannt.

   Es ist  ferner bekannt,     rechteckförmige    Rippen zu verwen  den, wobei die Rippenfläche senkrecht zur Gas  strömungsrichtung gewellt ist oder     verschiedenför-          mige    Ausbuchtungen     aufweist.    Es wurde ebenfalls  bereits vorgeschlagen, Lappen aus der Rippenfläche  heraus in den Gasstrom aufzubiegen, um dadurch  erhöhte Turbulenz und damit besseren Wärmeüber  gang auf der Gasseite zu erzielen.  



  All die vorgeschlagenen und heute gebräuchli  chen Lösungen haben den Nachteil, dass sie entweder  unwirtschaftlich sind, was zum Teil für die kreis  runden Rippen     zutrifft,    oder dass sie im     Verhältnis     zum erzielten Wärmeübergang zu hohen Druckver  lust aufweisen. Dies gilt insbesondere, wenn quer  zur Gasströmung     Rippenflächenteile    ausgebuchtet  oder aufgebogen werden. Zudem können die so     de-          formierten     Anlass zu     Verschmutzun-          gen    und damit Verschlechterung des Wärmeüber  ganges geben. Schmutzablagerungen können auch er  hebliche Korrosionszerstörungen von Rippenflächen  bewirken.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nach  teile zu vermeiden. Sie zeichnet sich dadurch aus,  dass Rippenflächen mit     Ausnehmungen    versehen sind.    Auf diese Weise entstehen keine Verengungen  des gasseitigen Strömungsquerschnittes oder eine       starke    Ablenkung der Gasströmung. Es ergibt sich  ein     kleinstmöglicher    Druckverlust.

   Durch die Unter  brechung der Rippenfläche durch     Ausnehmungen     wird die an der     Rippenoberfläche    sich bildende  Grenzschicht des strömenden Gases     unterbrochen    und       llediglich    in der     Grenzschicht    eine     erhöhte        Turbulenz     erzeugt. Dadurch wird der Wärmeübergang entspre  chend erhöht.  



  Eine Verbesserung dieses Effektes kann dadurch  erreicht werden, dass die Rippe leicht aus ihrer senk  rechten Stellung gegenüber der Rohrachse abgedreht  wird, so dass ein spitzer Winkel zwischen der An  strömungsrichtung des Gases und der durchlöcher  ten Rippenfläche entsteht.  



  Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes  werden anschliessend anhand von Figuren erläutert.  Es zeigt:       Fig.    1 einen Längsschnitt durch ein Rippenrohr,       Fig.    2-4 verschiedene Ausführungen von Rippen..  Ein die Flüssigkeit führendes Rohr 1 ist mit  parallel zueinander angeordneten     Rippen    2 versehen  In     den        Fig.        2-4        sind,    mögliche Anordnungen und  Formen von     Ausnehmungen    3 und Löchern angege  ben, z. B. kreisrunde Öffnungen 4, welche in der  Rippenfläche gleichmässig über diese verteilt sind.

    Diese Anordnung ergibt auf der ganzen Rippen  fläche Erhöhung der Turbulenz, hat aber den Nach  teil, dass die Wärmeleitung in der Rippe durch relativ  viele Öffnungen 4 in der Nähe des Rohres 1 etwas  beeinträchtigt wird.  



  In     Fig.    3 sind quadratische Löcher 5 derart auf  der Rippenfläche verteilt, dass die Anzahl Löcher  pro Flächeneinheit von der Peripherie der Rippe 2  gegen das Rohr 1 hin abnimmt. Auf diese Weise wird      die Wärmeleitung in der Rippe 2 gegen das Rohr  1 hin verbessert.  



  In     Fig.    4 ist eine Möglichkeit der Ausbildung       schlitzförmiger        Ausnehmungen    3 von der Rippenperi  pherie gegen das Rohr 1     hin.        dargestellt,        wobei    die  Querabmessung der Schlitze 3 gegen das Rohr 1  hin abnimmt, wodurch der wärmeleitende Quer  schnitt der Rippe 2 gegen das Rohr 1 hin wesentlich       verbessert    werden kann.

   Für die Erzeugung einer  genügenden Turbulenz sollen die Abmessungen der       Ausnehmungen    und Löcher in Richtung 7 der Gas  strömung     mindestens        zehnmal    der     Wandstärke    der  Rippe 2 entsprechen. Die Flächen der Rippen können  bezüglich der     Axe    des Rohres 1 einen Winkel ein  schliessen, welcher kleiner ist als 90 .

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Wärmeaustauschelement mit flüssigkeitsdurch- flossenen Rohren, welche mit quer zu den Rohren von Gas bestrichenen Rippen versehen sind, da durch gekennzeichnet, dass Rippenflächen mit Aus- nehmungen versehen sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Wärmeaustauschelement nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen als kreisförmige (4) elliptische oder rechteckige (5) Öffnungen ausgebildet sind.

   2. Wärmeaustauschelement nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Rippen (2) mit von der Rippenperipherie ausgehenden, vorzugsweise radia len Einschnitten (3) versehen sind. 3. Wärmeaustauschelement nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl und vorzugsweise auch die Grösse der Ausnehmungen (3-5) von der Rippenperipherie gegen das die Flüssigkeit führende Rohr (1) abneh men.

   4. Wärmeaustauschelement nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen in den Rippen (2) in Strömungsrichtung (7) des Gases gemessen mindestens zehnmal so gross ist wie die Dicke der Rippe (2). 5. Wärmeaustauschelement nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenflächen mit der Rohraxe einen Winkel einschliessen, der kleiner ist als 90 . 6. Wärmeaustauschelement nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenflächen ge knickt sind.