Die Erfindung betrifft ein in einem Wärmetauscher vorgesehenes Mittel zur Vergrösserung der Wärmeübertragungsfläche,.welches mit einem einWärmetauschmedium führenden rohrförmigen Bauteil des Wärmetauschers wärmeleitend verbunden ist und aus einem schraubenlinienförmig ge wundenen Element besteht, das mit Durchlassöffnungen für das Strömen des Wärmetauschmediums in Richtung sowohl des schraubenlinienförmigen gewundenen Elementes als auch der Längsachse des Bauteils versehen ist.
Es sind mehRere Ausführungen solcher Art bekannt, deren Zweck neben der eigentlichen Vergrösserung der Wärmellber tragungsfläche auch darin besteht, dass das durchströmende Wärmetauschmedium mittels der Durchlassöffnungen in eine Wirbelbewegung versetzt wird, womit die Wirkung des Wärmetauschers noch weiter gesteigert wird.
In einer solchen Wärmetauscherausführung ist im Inneren des Wärmetaucherrohrs ein schraubenlinienförmig gewundener Metallstreifen arigebracht, dessen ein, der inneren Rohrfläche zugekehrte Seite mit Öffnungen versehen ist, wobei aber die Mitte des Rohres frei bleibt. Diese Ausführung kann die erwähnte Wirbelbewegung des durchströmenden Mediums hervorrufen, bedeutet aber dabei keine wesentliche Vergrösserung der Wärmeübertragungsfläche. Solche Ausführungen sind für Absorptionskälteanlagen geeignet, entsprechen aber nicht den Forderungen des schnellen Wärmeübergangs, wie er z. B. bei den Wärmetauschern in dem Schmiersystem der Brennkraftmaschinen erwünscht ist.
Bei einer anderen Ausführung solcher Art ist im Inneren des Wärmetauscherrohres ein zweites, vorteilhaft konisch aus gebildetes Rohr versehen, um welches ein Metallstreifen wiederum schraubenlinienförmig gewunden ist, der mit den Durchlässen für den axialen Durchlass des Wärmetauschmediums vorgesehen ist und welches mit dem inneren und/oder dem äusseren Rohr wärmeleitend verbunden werden kann.
Eine solche Einrichtung wird sich insbesonders bei den Dampfkesseln durchsetzen, ist aber schwer verwendbar in kleineren Wärmetauschanlagen, bei denen ein hoher Wirkungs- grad verlangt wird. Dazu kommt noch die arbeitsaufwendige Herstellung solcher Einrichtungen, bei denen neben dem Schweissen oder Löten des Streifens noch das Bohren oder Fräsen der Durchlassöffnungen no-vendig ist.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein äusserst einfaches und dabei allen Betriebsbedingungen entsprechendes Mittel zur Vergrösserung der Wärmeübertragungsfläche bei gleichzeitig genügender Wirbelbewegung des durchströmen den Mediums zu schaffen.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass das schraubenlinienförmig gewundene Element aus einem wärmeleitfähigen, um seine Mittellängsachse gewundenen Streifen von rechteckigem oder sternförmigem Querschnitt besteht, dessen Breite im wesentlichen dem inneren Durchmesser des das Wärmetauschmedium führenden rohrförmigen Bauteils entspricht und das an seinen beiden Seiten voneinander abstehende, durch infolge des Vorhandenseins von Einschnitten im Streifen bei der Verwindung desselben gebildete und schrau benlinienförmig angeordnete Rippen aufweist
Die Erfindung soll nachstehend in der beigefügten Zeich nung beispielsweise dargestellt werden.
Ein aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff, z. B. Kupfer, hergestellter Streifen 1 rechteckigen Querschnitts ist an seinen beiden Seiten mit Einschnitten 2 versehen. Beim Verwinden des Streifens 1 um seine Mittellängsachse entstehen aus diesen Einschnitten Durchlässe 4 zwischen voneinander abstehenden Rippen 3, die auf einer Schraubenlinie liegen und nach dem Einschieben des verwundenen Streifens in ein nicht eingezeichnetes Wärmetauscherrohr mit diesem wärmeleitend verbunden, z. B. verlötet oder verschweisst, werden, weshalb die Breite des Streifens etwa dem Innendurchmesser des Wärmeaustauschrohrs entsprechen muss. Der Streifen kann auch einen sternförmigen Querschnitt haben.
Der beschriebene, in einem Wärmetauscher vorgesehene Streifen zur Vergrösserung der Wärmeübertragungsfläche bringt gegenüber den bisher bekannten Ausführungen einen wesentlichen Vorteil, welcher vor allem in dem gesteigerten Wärmeübergang durch die gleichzeitige Wirbelbewegung des das Wärmetauscherrohr durchströmenden Mediums besteht, wobei aber der Strömungswiderstand nicht erheblich gesteigert wird. Bedeutsam ist dabei auch die einfache und anspruchslose Fertigung solcher Streifen.
Der beschriebene Streifen zur Vergrösserung der Wärme übertragungsfläche kann verschiedenartige Anwendung in der gesamten Wärmetechnik finden; insbesondere ist er aber wegen seines hohen Wirkungsgrads und der sich daraus ergebenden kleinen Abmessungen für die Wärmetauscher von Brennkraftmaschinen geeignet.
PATENTANSPRUCH
In einem Wärmetauscher vorgesehenes Mittel zur Vergrösserung der Wärmeübertragungsfläche, welches mit einem ein Wärmetauschmedium führenden rohrförmigen Bauteil des Wärmetauschers wärmeleitend verbunden ist und aus einem schraubenlinienförmig gewundenen Element besteht, das mit Durchlassöffnungen für das Strömen des Wärmetauschmediums in Richtung sowohl des schraubenlinienförmig gewundenen Elementes als auch der Längsachse des Bauteils versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das schraubenlinienförmig gewundene Element aus einem wärmeleitfähigen, um seine Mittellängsachse gewundenen Streifen von rechteckigem oder sternförmigem Querschnitt besteht, dessen Breite im wesentlichen dem inneren Durchmesser des das Wärmetauschmedium führenden rohrförmigen Bauteils entspricht und das an seinen beiden Seiten voneinander abstehende,
durch infolge des Vorhandenseins von Einschnitten im Streifen bei der Verwindung desselben gebildete und schraubenlinienförmig angeordnete Rippen aufweist.
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The invention relates to a means provided in a heat exchanger for enlarging the heat transfer surface, which is connected in a thermally conductive manner to a tubular component of the heat exchanger carrying a heat exchange medium and consists of a helically wound element which has passage openings for the flow of the heat exchange medium in the direction of both the helically wound Element and the longitudinal axis of the component is provided.
Several designs of this type are known, the purpose of which, in addition to the actual enlargement of the heat transfer area, is that the heat exchange medium flowing through is set into a vortex movement by means of the passage openings, whereby the effect of the heat exchanger is increased even further.
In such a heat exchanger design, a helically wound metal strip is arranged in the interior of the heat exchanger tube, the one side of which facing the inner tube surface is provided with openings, but the center of the tube remains free. This design can cause the mentioned vortex movement of the flowing medium, but does not mean any significant increase in the heat transfer surface. Such designs are suitable for absorption refrigeration systems, but do not meet the requirements of rapid heat transfer, as z. B. is desirable in the heat exchangers in the lubrication system of the internal combustion engines.
In another embodiment of this type, a second, advantageously conically formed tube is provided inside the heat exchanger tube, around which a metal strip is in turn wound helically, which is provided with the passages for the axial passage of the heat exchange medium and which with the inner and / or can be connected to the outer tube in a thermally conductive manner.
Such a device will prevail particularly in steam boilers, but it is difficult to use in smaller heat exchange systems where a high degree of efficiency is required. In addition, there is the labor-intensive manufacture of such devices, in which, in addition to welding or soldering the strip, drilling or milling of the passage openings is necessary.
The invention has set itself the task of creating an extremely simple and thereby all operating conditions corresponding means for increasing the heat transfer surface with at the same time sufficient vortex movement of the medium flowing through.
The essence of the invention is that the helically wound element consists of a thermally conductive strip, wound around its central longitudinal axis, of rectangular or star-shaped cross-section, the width of which essentially corresponds to the inner diameter of the tubular component carrying the heat exchange medium and which protrudes from one another on its two sides by due to the presence of incisions in the strip when twisting the same formed and helically arranged ribs
The invention will be illustrated below in the accompanying drawing voltage, for example.
One made of a thermally conductive material, e.g. B. copper, produced strip 1 of rectangular cross-section is provided with incisions 2 on both sides. When the strip 1 is twisted about its central longitudinal axis, these incisions result in passages 4 between protruding ribs 3, which lie on a helical line and, after the twisted strip has been pushed into a heat exchanger tube (not shown), connected to it in a thermally conductive manner, e.g. B. soldered or welded, which is why the width of the strip must correspond approximately to the inner diameter of the heat exchange tube. The strip can also have a star-shaped cross section.
The described strip provided in a heat exchanger for enlarging the heat transfer surface has a significant advantage over the previously known designs, which consists primarily in the increased heat transfer due to the simultaneous vortex movement of the medium flowing through the heat exchanger tube, but the flow resistance is not significantly increased. The simple and undemanding production of such strips is also important.
The strip described for enlarging the heat transfer surface can be used in various ways in all of thermal engineering; In particular, however, because of its high efficiency and the resulting small dimensions, it is suitable for the heat exchangers of internal combustion engines.
PATENT CLAIM
Means provided in a heat exchanger for enlarging the heat transfer surface, which is connected in a thermally conductive manner to a tubular component of the heat exchanger carrying a heat exchange medium and consists of a helically wound element which has passage openings for the flow of the heat exchange medium in the direction of both the helically wound element and the longitudinal axis of the component, characterized in that the helically wound element consists of a thermally conductive strip of rectangular or star-shaped cross-section, wound around its central longitudinal axis, the width of which corresponds essentially to the inner diameter of the tubular component carrying the heat exchange medium and that on both sides of one another protruding,
by the presence of incisions in the strip when the strip is twisted and formed and arranged in a helical manner.
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