DE102018211611A1

DE102018211611A1 - Device for cooling flowing media

Info

Publication number: DE102018211611A1
Application number: DE102018211611.3A
Authority: DE
Inventors: Dennis Ilse; Holger Fassl; Harald Kreidner
Original assignee: ContiTech MGW GmbH
Current assignee: ContiTech MGW GmbH
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-01-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von strömenden Medien, umfassend mindestens einen von einem Kühlmittel (6) durchflossenen Kühlkanal (4) und mindestens einen das Kühlmittel (6) in den Kühlkanal (4) einleitenden Einlassstutzen (5, 8, 10). Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der geschilderten Art zu schaffen, die für einfache Anwendungen mit geringem Aufwand eine Rotation (7) des Kühlmediums (6) im Kühlkanal (4) ermöglicht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Kühlmedium (6) mit einer tangentialen Strömungskomponente (7) in den Kühlkanal einleitbar ist.The invention relates to a device for cooling flowing media, comprising at least one cooling duct (4) through which a coolant (6) flows and at least one inlet connection (5, 8, 10) introducing the coolant (6) into the cooling duct (4). The invention had for its object to provide a device of the type described, which allows rotation (7) of the cooling medium (6) in the cooling channel (4) for simple applications with little effort. This object is achieved in that the cooling medium (6) can be introduced into the cooling channel with a tangential flow component (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von strömenden Medien, umfassend einen von einem Kühlmittel durchflossenen Kühlkanal und mindestens einen das Kühlmittel in den Kühlkanal einleitenden Einlassstutzen.The invention relates to a device for cooling flowing media, comprising a cooling channel through which a coolant flows and at least one inlet connection which introduces the coolant into the cooling channel.

Kühlvorrichtungen für strömende Medien sind in großer Vielfalt bekannt und im Einsatz. Sie werden häufig als Gegenstrom-oder Gleichstrom-Wärmetauscherrohr ausgeführt.A wide variety of cooling devices for flowing media are known and in use. They are often designed as countercurrent or cocurrent heat exchanger tubes.

Bei Wärmetauscherrohren ist die Kühlleistung unter anderem davon abhängig, wie lange das Kühlmedium mit dem zu kühlenden Medium in Wirkverbindung steht. Es ist daher bekannt, die Medien auf der Länge des Wärmetauscherrohres in Rotation zu versetzen, umso die Verweilzeit im Wärmetauscherrohr zu erhöhen. Häufig wird dazu ein gewendeltes Innen-und/oder Außenrohr eingesetzt.In the case of heat exchanger tubes, the cooling capacity depends, among other things, on how long the cooling medium is in operative connection with the medium to be cooled. It is therefore known to set the media in rotation along the length of the heat exchanger tube, in order to increase the residence time in the heat exchanger tube. A coiled inner and / or outer tube is often used for this.

Die DE 10 2005 052 972 A1 zeigt eine derartige Vorrichtung, bei der das Kühlmedium durch einen gewendelten äußeren Kanal geführt ist, der durch eine spiralförmige Ausbildung des Innenrohrs entsteht. Diese Anordnung erzeugt zwar eine gute Verwirklichung des Kühlmediums und auch des zu kühlenden Mediums, ist jedoch in der Herstellung recht aufwendig.The DE 10 2005 052 972 A1 shows such a device in which the cooling medium is guided through a coiled outer channel, which is formed by a spiral configuration of the inner tube. Although this arrangement produces a good realization of the cooling medium and also of the medium to be cooled, it is quite complex to manufacture.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der geschilderten Art zu schaffen, die für einfache Anwendungen mit geringem Aufwand eine Rotation des Kühlmediums im Kühlkanal ermöglicht.The invention had for its object to provide a device of the type described, which allows rotation of the cooling medium in the cooling channel for simple applications with little effort.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Kühlmedium mit einer tangentialen Strömungskomponente in den Kühlkanal einleitbar ist.This object is achieved in that the cooling medium can be introduced into the cooling channel with a tangential flow component.

Die tangentiale Strömungskomponente sorgt bei Wärmetauscherrohren dafür, dass das Kühlmedium im Kühlkanal rotiert, so dass die Verweildauer im Kühlkanal auch ohne geometrische Hilfselemente im Kühlkanal erhöht ist.In the case of heat exchanger tubes, the tangential flow component ensures that the cooling medium rotates in the cooling duct, so that the dwell time in the cooling duct is increased even without geometric auxiliary elements in the cooling duct.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die tangentiale Strömungskomponente dadurch erzielbar, dass der Einlassstutzen schräg in den Kühlkanal eingesetzt ist.In a further development of the invention, the tangential flow component can be achieved in that the inlet connection piece is inserted obliquely into the cooling channel.

Ein schräg, d.h. gegenüber der radialen Richtung abgewinkelt eingesetzte Einlassstutzen hat den Vorteil, dass ein Standardbauteil eines Einlassstutzen Verwendung finden kann.An oblique, i.e. Inlet stub angled with respect to the radial direction has the advantage that a standard component of an inlet stub can be used.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die tangentiale Strömungskomponente dadurch erzielbar, dass das Kühlmedium durch einen gebogenen Einlassstutzen in den Kühlkanal führbar ist.In a development of the invention, the tangential flow component can be achieved in that the cooling medium can be guided into the cooling channel through a curved inlet connection.

Ein gebogener Einlassstutzen hat den Vorteil, dass auch bei schwierigen Einbauverhältnissen noch eine tangentiale Komponente des einströmenden Kühlmediums erreichbar ist. Auch ist vorteilhaft, dass ein solcher Einlassstutzen bereits als vorgebogenen Bauteil eingesetzt werden, aber auch nach dem Einbau gebogen werden kann. Auf diese Weise ist eine besonders gute Anpassung an die Einbaufeldes möglich.A curved inlet connection has the advantage that a tangential component of the inflowing cooling medium can still be reached even in difficult installation conditions. It is also advantageous that such an inlet connector can already be used as a pre-bent component, but can also be bent after installation. In this way, a particularly good adaptation to the installation field is possible.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Kühlkanal an mindestens einem zur Einströmung des Kühlmittels vorgesehenen Ende einen vorgeformten Einströmabschnitt auf.In a development of the invention, the cooling channel has a preformed inflow section at at least one end provided for the inflow of the coolant.

Ein vorgeformter Einströmabschnitt hat den Vorteil, dass ein Standard-Einlassstutzen einsetzbar ist, wobei die Rotation des Kühlmittels im Kühlkanal durch die Vorform des Einströmabschnittes erzeugbar ist. Gegebenenfalls kann, bei entsprechender Form des Einströmabschnitts auf einen separaten Einlassstutzen verzichtet werden.A preformed inflow section has the advantage that a standard inlet connector can be used, wherein the rotation of the coolant in the cooling channel can be generated by the preform of the inflow section. If necessary, with a corresponding shape of the inflow section, a separate inlet connection piece can be dispensed with.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert.An example of the invention is explained in more detail below with the aid of the drawing.

Es zeigt

1 einen schematischen Querschnitt eines Kühlkanals eines Wärmetauscherrohres mit schräg angesetztem Einlassstutzen,
2 einen schematischen Querschnitt des Kühlkanals mit gebogenem einströmt Stutzen und
3 einen schematischen Querschnitt eines vorgeformten Einströmabschnitts des Kühlkanals.

It shows

1 1 shows a schematic cross section of a cooling channel of a heat exchanger tube with an inclined inlet connection,
2 a schematic cross section of the cooling duct with a curved inlet and
3 a schematic cross section of a preformed inflow section of the cooling channel.

Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem prinzipiellen Querschnitt. Ein Wärmetauscherrohr 1 weist ein Innenrohr 2 und ein Außenrohr 3 auf. Durch das Innenrohr 2 strömt ein hier nicht dargestelltes zu kühlendes Medium.The 1 shows a device according to the invention in a basic cross section. A heat exchanger tube 1 has an inner tube 2 and an outer tube 3 on. Through the inner tube 2 flows a medium to be cooled, not shown here.

Zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3 ist ein Kühlkanal 4 angeordnet. Ein Einlassstutzen 5 ist fluidleitend mit dem Kühlkanal 4 verbunden und ist durch ein Kühlmedium, hier durch einen Pfeil 6 symbolisiert, durchströmt. Der Einlassstutzen 5 ist gegenüber der radialen Richtung des Wärmetauscherrohrs 1 schräg angeordnet, so dass das strömende Kühlmedium 6 eine tangentiale Komponente aufweist.Between inner tube 2 and outer tube 3 is a cooling channel 4 arranged. An inlet port 5 is fluid-conducting with the cooling channel 4 connected and is by a cooling medium, here by an arrow 6 symbolizes, flows through. The inlet connector 5 is opposite to the radial direction of the heat exchanger tube 1 arranged obliquely so that the flowing cooling medium 6 has a tangential component.

Das einströmende Kühlmedium 6 durchfließt den Kühlkanal 4 in axialer Richtung und tritt an einem hier nicht dargestellten, axial vom Einlassstutzen 5 beabstandeten Auslass aus dem Kühlkanal 4 wieder aus. Durch die tangentiale Strömungskomponente des Kühlmittels 6 ist zusätzlich zu der axialen auch eine tangentiale Bewegung des Kühlmittels 6 erzeugbar, was zu einer Rotation des Kühlmittels 6 längs des Kühlkanals 4 führt. Diese Rotation ist hier durch Pfeile 7 symbolisiert.The inflowing cooling medium 6 flows through the cooling channel 4 in the axial direction and occurs at a not shown here, axially from the inlet port 5 spaced outlet from the cooling duct 4 out again. Due to the tangential flow component of the coolant 6 is, in addition to the axial, a tangential movement of the coolant 6 generated, causing rotation of the coolant 6 along the cooling channel 4 leads. This rotation is here by arrows 7 symbolizes.

In 2 ist das Wärmetauscherrohr 1 in einer Weiterbildung dargestellt. Die Bezugszeichen aus der 1 gelten hier sinngemäß.In 2 is the heat exchanger tube 1 presented in a further training. The reference numbers from the 1 apply analogously here.

Ein gebogener Einlassstutzen 8 ist vom Kühlmittels 6 durchflossen. Durch die Biegung des Einlassstutzens 8 ist eine tangentiale Komponente der Strömung des Kühlmittels 6 erzeugbar, durch die das Kühlmittel 6 im Kühlkanal 4 in Rotation 7 versetzbar ist.A curved inlet connector 8th is from the coolant 6 traversed. By the bend of the inlet connector 8th is a tangential component of the flow of the coolant 6 generated by which the coolant 6 in the cooling channel 4 in rotation 7 is relocatable.

Diese Anordnung ist beispielsweise bei schwierigen Einbauverhältnissen einsetzbar, bei denen ein gerader Einlassstutzen, wie in 1 gezeigt, gegebenenfalls nicht einbaubar wäre.This arrangement can be used, for example, in difficult installation conditions in which a straight inlet connection, as in 1 shown, might not be installed.

In 3 ist ein vorgeformter Einströmabschnitt 9 der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Querschnitt prinzipiell dargestellt. Der Einströmabschnitt 9 ist derart vorgeformt, dass ein Einlassstutzen als Ansatz 10 bereits integriert ist. Der Ansatz 10 ist seitlich versetzt angeordnet, so das durch die Strömung des Kühlmittels 6 wiederum eine Rotation 7 des Kühlmittels 6 im Kühlkanal 4 erreichbar ist.In 3 is a preformed inflow section 9 the device according to the invention shown in principle in a cross section. The inflow section 9 is pre-shaped in such a way that an inlet connection as an approach 10 is already integrated. The approach 10 is laterally offset, so by the flow of the coolant 6 another rotation 7 of the coolant 6 in the cooling channel 4 is achievable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

(Teil der Beschreibung)

1: Wärmetauscherrohr
2: Innenrohr des Wärmetauscherrohrs 1
3: Außenrohr des Wärmetauscherrohrs 1
4: Kühlkanal
5: gerader Einlassstutzen
6: Kühlmedium
7: Rotation des Kühlmittels 6
8: gebogener Einlassstutzen
9: Einströmabschnitt des Wärmetauscherrohrs 1
10: Ansatz des Einströmabschnitts 9

(Part of the description)

1: heat exchanger tube
2: Inner tube of the heat exchanger tube 1
3: Outer tube of the heat exchanger tube 1
4: cooling channel
5: straight inlet connector
6: cooling medium
7: Rotation of the coolant 6
8th: curved inlet connector
9: Inflow section of the heat exchanger tube 1
10: Approach of the inflow section 9

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102005052972 A1 [0004]

Claims

Device for cooling flowing media, comprising at least one cooling channel (4) through which a coolant (6) flows and at least one inlet connector (5, 8, 10) introducing the coolant (6) into the cooling channel (4), characterized in that the Cooling medium (6) with a tangential flow component (7) can be introduced into the cooling channel.

Device after Claim 1 , characterized in that the inlet connector (5) is inserted obliquely into the cooling channel.

Device after Claim 1 , characterized in that the cooling medium (6) can be guided into the cooling channel through a curved inlet connection (8).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling channel (4) has a preformed inflow section (9, 10) at at least one end provided for the inflow of the coolant (6).