DE1165052B - Waermetauscher zum Kuehlen einer Fluessigkeit mit einer in Rohren gefuehrten Kuehlfluessigkeit - Google Patents

Waermetauscher zum Kuehlen einer Fluessigkeit mit einer in Rohren gefuehrten Kuehlfluessigkeit

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Publication number
DE1165052B
DE1165052B DEV18842A DEV0018842A DE1165052B DE 1165052 B DE1165052 B DE 1165052B DE V18842 A DEV18842 A DE V18842A DE V0018842 A DEV0018842 A DE V0018842A DE 1165052 B DE1165052 B DE 1165052B
Authority
DE
Germany
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cooling
heat exchanger
liquid
pipes
openings
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Pending
Application number
DEV18842A
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English (en)
Inventor
Lothar Eckardt
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SCHWERMASCHB IAKARL LIEBKNECHT
Original Assignee
SCHWERMASCHB IAKARL LIEBKNECHT
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Publication date
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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
    • F28F1/30Tubular 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 attachable to 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

  • Wärmetauscher zum Kühlen einer Flüssigkeit mit einer in Rohren geführten Kühlflüssigkeit Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum Kühlen einer Flüssigkeit mit einer in Rohren geführten Kühlflüssigkeit.
  • Es ist eine große Anzahl von nach diesem Prinzip arbeitenden Wärmetauschern bekannt, deren die Kühlflüssigkeit führende Rohre auf der äußeren Oberfläche Erhöhungen in Form von Drahtwendeln, Blechwendeln, Lamellen oder Rippen aufweisen und die Wärmeübergangsfläche vergrößernd in den Raum hineinragen, durch den die zu kühlende Flüssigkeit strömt. Bedingt durch ihre Formen und Anordnung zueinander leiten sie zur Erhöhung des Kühleffekts die zu kühlende Flüssigkeit in meist wechselnder Strömungsrichtung durch den Wärmetauscher.
  • So sind Wärmetauscher bekannt, deren um die Kühlrohre dicht hintereinander angeordnete radiale Rippen bis an die Außenwand des Wärmetauschers reichen und den von der zu kühlenden Flüssigkeit durchflossenen Raum in viele flache Zellen teilen, die durch auf zentrisch vorgesehenen Lochkreisen liegenden Öffnungen in den Rippen miteinander in Verbindung stehen, wobei die Öffnungen einer Rippe gegenüber den Öffnungen der folgenden Rippe versetzt sind. Diese in der Kühlleistung an sich befriedigende Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die zu kühlende Flüssigkeit beim Durchlauf durch den Wärmetauscher infolge des wiederholten vollen Anströmens der Rippen einen beträchtlichen Strömungswiderstand bzw. Druckabfall erfährt, der um so größer wird, je mehr Rippen hintereinander angeordnet werden. Es ist demzufolge nicht möglich, die Kühlleistung eines Wärmetauschers über ein zweckmäßiges Maximum hinaus zu erhöhen, indem die Anzahl der Rippen vergrößert wird, ohne dabei den statischen Druck der zu kühlenden Flüssigkeit und damit ihre Strömungsgeschwindigkeit zu verringern.
  • Eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit würde aber wiederum einen Leistungsabfall des Wärmetauschers ergeben. Ein weiterer Nachteil dieser Maßnahme wäre eine unerwünschte Vermehrung des Gewichtes des Wärmetauschers.
  • Bei einer anderen Ausführung des Wärmetauschers sind jeweils zwischen den mit Öffnungen versehenen ringdüsenähnlichen Einsätzen noch Prallflächen angeordnet, die beide gut leitend durch Schweißung oder Schrumpfung mit ihren Halterungen verbunden sind. Abgesehen davon, daß die Öffnungen der Einsätze miteinander fluchten und somit die zu kühlende Flüssigkeit zwischen zwei benachbarten Einsätzen außer der Umleitung an den Prallflächen lediglich eine geradlinige, den optimal möglichen Leiteffekt nicht ausnutzende Durchführung durch den Wärmetauscher erfährt, werden auch hierbei die Prallflächen voll angeströmt, was bei dieser speziellen Ausbildung nicht nur eine merkliche Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit, sondern auch eine unerwünschte Beeinträchtigung der Kühlleistung nach sich zieht.
  • Bei Kenntnis dieser bekannten Ausführungen in ihrer Gesamtheit kommt man selbst unter Berücksichtigung der Kombinationsmöglichkeiten zu dem Ergebnis, daß die bekannterweise vorgesehenen Rippen mit ihren zueinander versetzten Öffnungen Zonen aufweisen, die für den Wärmeübergang infolge ihres großen Abstandes bis zur Kühlrohroberfläche praktisch unwirksam sind und das Gewicht eines Wärmetauschers, abgesehen von dem bereits erwähnten Verlust an Strömungsgeschwindigkeit, nur ungerechtfertigt vergrößern. Dieser Nachteil macht sich um so stärker bemerkbar, wenn unter Beibehaltung eines solchen Aufbaus des Wärmetauschers die Anzahl der Rippen erhöht werden sollte. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Kühlleistung eines Wärmetauschers bei nahezu gleichbleibender Größe desselben unter Berücksichtigung der sich als vorteilhaft erwiesenen Anordnung von Großrippen mit zueinander versetzt liegenden öffnungen sowie von dazwischenliegenden Kleinrippen noch zu erhöhen, ohne daß sich aber sein innerer Strömungswiderstand und sein Gewicht nennenswert vergrößern. Zu diesem Zweck soll der Außendurchmesser der Kühllamellen ein bestimmtes, das Optimum des Wärmeübergangs und zugleich der Kühlleistung gewährleistendes Abhängigkeitsverhältnis zum Durchmesser der Lochkreise oder auch umgekehrt aufweisen.
  • Erfindungsgemäß erfährt der Wärmetauscher eine solche Ausbildung, daß die Öffnungen der Großrippen auf zentrisch zu den Rohrachsen liegenden Lochkreisen angeordnet sind und der Durchmesser der Lochkreise gleich oder wenig größer als der Außendurchmesser der Kleinrippe ist. Der besondere Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß einerseits die zu kühlende Flüssigkeit jeweils von den Öffnungen der vorgeordneten Großrippe aus in einem bestimmten, den Kühlweg verlängernden Winkel zu den versetzt dazu vorgesehenen Öffnungen der nachgeordneten Großrippe unter gleichzeitigem teilweisem Anströmen der Kleinrippe geführt wird und andererseits der Wärmeweg vom Rande der Kleinrippen zu den Wandungen der Kühlrohre den günstigsten Wirkungsgrad des Wärmeüberganges ergibt. Auf diese Weise kann die Kühlleistung eines Wärmetauschers bis fast auf das Doppelte gegenüber bekannter Ausführungen gesteigert werden, ohne daß die Strömungsgeschwindigkeit der zu kühlenden Flüssigkeit merklich verringert wird, wobei im Vergleich zu mit gleich großer Kühlleistung ausgelegten Wärmetauschern bekannter Ausführungen noch eine große Volumen- und Gewichtsersparnis zu verzeichnen ist.
  • Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Dazu zeigt die F i g. 1 einen Längsschnitt des Wärmetauschers, F i g. 2 einen Querschnitt desselben in zwei verschiedenen Ebenen.
  • Die die Kühlflüssigkeit führenden Rohre 1 des Wärmetauschers sind parallel an den Stirnwänden des Gehäuses befestigt und außen mit Großrippen 2 und 3 sowie mit Kleinrippen 4 versehen. Die Großrippen 2 und 3 weisen einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser des Wärmetauschergehäuses entspricht und unterteilen den Innenraum in eine Vielzahl von Zellen, in deren Mitte sich auf jedem durch die Zellen ragenden Rohr 1 eine Kleinrippe 4 befindet. Die Großrippen 2 und 3 weisen um den Außendurchmesser der Rohre 1 Öffnungen 5 auf, die auf einem Lochkreis angeordnet sind, der gleich oder nur wenig größer als der Außendurchmesser der Kleinrippe 4 ist. Dabei sind die Öffnungen der Großrippen 2 zu denen der Großrippen 3 auf Lücke versetzt, so daß eine Verbindung zweier benachbarter Großrippen 2 und 3 in einem bestimmten Winkel zur Oberfläche der Rippen über die Randflächen der Kleinrippen 4 hinweg besteht.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Wärmetauscher zum Kühlen einer Flüssigkeit mit einer in Rohren geführten Kühlflüssigkeit, bei dem die Rohre über den ganzen inneren Durchmesser des Wärmetauschermantels reichende Großrippen mit zueinander versetzt liegenden Öffnungen und jweils dazwischen angeordnete kreisförmige, nur je ein Rohr umfassende Kleinrippen aufweisen, dadurch gekennzeichn e t, daß die Öffnungen (5) auf zentrisch zu den Rohrachsen liegenden Lochkreisen angeordnet sind und der Durchmesser der Lochkreise gleich oder wenig größer als der Außendurchmesser der Kleinrippen (4) ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 961630, 897 418, 319 404; französische Patentschrift Nr. 949 454.
DEV18842A 1960-06-22 1960-06-22 Waermetauscher zum Kuehlen einer Fluessigkeit mit einer in Rohren gefuehrten Kuehlfluessigkeit Pending DE1165052B (de)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE319404C (de) * 1918-05-23 1920-03-05 Bruno Hilliger Dr Ing Dr Rippenheiz- oder Kuehlvorrichtung
FR949454A (fr) * 1947-07-08 1949-08-31 Condensation Application Mec échangeur thermique pour fluides
DE897418C (de) * 1951-12-20 1953-11-19 Hermann Waste Einrichtung zum Erhitzen von Gasen, Daempfen und Fluessigkeiten
DE961630C (de) * 1953-04-22 1957-04-11 Philips Nv Waermeaustauscher, in dem ein aus mehreren Bestandteilen bestehendes Mittel gekuehlt wird

Patent Citations (4)

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