DE1501459A1

DE1501459A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: DE1501459A1
Application number: DE19661501459
Authority: DE
Inventors: Daily William Burton; Speca Elio James
Original assignee: Air Preheater Co Inc
Current assignee: Alstom Power Inc
Priority date: 1965-12-28
Filing date: 1966-12-16
Publication date: 1970-04-23
Also published as: US3370644A; FR1506772A; GB1163953A; NL6617783A; BE691567A; ES334518A1

Description

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DH. ING. ERNST MAIERDH. ING. ERNST MAIER PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

8 MÜNCHEN 328 MUNICH 32

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A 52666 16. Dezember I966A 52666 December 16, 1966

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Firma THE AIR PREHEATER COMPANY, INC; 60 East 42nd Street, New York City, N.Y. U. S. A.THE AIR PREHEATER COMPANY, INC; 60 East 42nd Street, New York City, N.Y. UNITED STATES.

WärmeaustauscherHeat exchanger

Die Erfindung betrifft Wärmeaustauscher, insbesondere ein Verfahren, durch welches der Wärmeübergang in , einem Zweikreis-Wärmeaustauscher wesentlich erhöht wird.The invention relates to heat exchangers, in particular a method by which the heat transfer in, a two-circuit heat exchanger is increased significantly.

Die strömenden Medien (Pluden), die durch die Durchflußwege eines Wärmeaustauschers fliegen, trachten sich auszurichten und Bereiche laminarer Strömung auszubilden, was eher zu einer Verschlechterung als zu einer Verbesserung des Wärmeübergangs führt. Folglich nehmen nach herkömmlichenThe flowing media (pluds) that fly through the flow paths of a heat exchanger strive to align themselves and develop areas of laminar flow resulting in deterioration rather than improvement the heat transfer leads. Consequently, take after conventional

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Sparkasse Sdirarnberg Bankhaus Merck, Finde & Co., München, Nr. 25 404 Sank ho tu H. Aufriauier, München, Nr. Si 59/ Posticheck 1 Müntfien 153 8 OlSparkasse Sdirarnberg Bankhaus Merck, Finde & Co., Munich, No. 25 404 Sank ho tu H. Aufriauier, Munich, No. Si 59 / Posticheck 1 Müntfien 153 8 Ol

Telegrammadresse ι PatenuenforTelegram address ι Patenuenfor

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Gesichtspunkten gebaute Wärmeaustauscher oft sehr großen Raum ein, um dadurch einen Ausgleich für den niedrigen Wärmeübergangskoeffizienten zu schaffen. Um diesen Nachteil, nämlich die große Baugröße und den schlechten Wärmeübergangskoeffizienten auszugleichen, wurden bereits verschiedene Formen von Trennflächen in Wärmeaustauschern angebracht, die die Trennwände zwischen den Wärme/zuführenden Pluden und den aufzuheizenden Pluden darstellen. Derartige unregelmäßige Trennflächen unterbrechen die laminare Strömung und erzeugen in gewissem Grade Turbulenz, was zwar den Wärmeübergang verbessert, den Strömungswiderstand in den Durchfluöwegen jedoch erheblich ansteigen läßt.Often built in heat exchangers in a very large space in order to compensate for the low heat transfer coefficient to accomplish. To this disadvantage, namely the large size and the poor heat transfer coefficient to compensate, various forms of interfaces have already been applied in heat exchangers, the the partitions between the heat / supply pluds and the represent pluds to be heated up. Such irregular dividing surfaces interrupt the laminar flow and create it a certain degree of turbulence, which improves the heat transfer, but the flow resistance in the flow paths can increase significantly.

Die günstigste Ausbildung eines Wärmeaustauschers würde also bedingen, daß bei einem größt-möglichen Wärmeübergang zugleich der kleinstmögliche Strömungswiderstand im Wärmeaustauscher vorhanden ist, so daß es Aufgabe der Erfindung ist, einen Wärmeaustauscher zu schaffen, der bei sehr gutem Wärmeübergang den durchströmenden Fluden einen sehr niedrigen Strömungswiderstand entgegensetzt.The most favorable design of a heat exchanger would therefore require that with the greatest possible heat transfer at the same time the smallest possible flow resistance is present in the heat exchanger, so that it is the task of The invention is to create a heat exchanger that has a very good heat transfer to the fluids flowing through very low flow resistance opposed.

Bei der Erfindung ergibt sich, daß in Schichten verlaufende Strömung gestört werden kann, ohne daß dadurch der Durchflußwiderstand für die Plude erheblich ansteigt,In the case of the invention, it is found that the flow running in layers can be disturbed without this the flow resistance for the Plude increases considerably,

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und zwar geschieht das durch Ionisierungsentladung, die die verschiedenen Schichten der strömenden Flude durchsetzt.this is done by ionizing discharge, which penetrates the various layers of the flowing fluid.

Die nun folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung verdeutlicht die Erfindung weiter und zeigt weitere Merkmale und Vorteile auf. Es stellen dar:The following description of exemplary embodiments with reference to the drawing further illustrates the invention and shows further features and advantages. They represent:

Fig. 1 die Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers;1 shows the sectional view of a heat exchanger according to the invention;

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt nach 2-2 in Fig. 1;FIG. 2 shows a horizontal section according to 2-2 in FIG. 1;

Fig. 3 einen waagerechten Schnitt du.¹Ch eine abgewandelte Form des Wärmeaustauschers.Fig. 3 is a horizontal section du. ¹ Ch a modified form of the heat exchanger.

Ein die Erfindung enthaltende.· Wärmeaustauscher ist in der Fig. 1 dargestellt; eine dem Wärmeaustauscher zugeführte j Wärme abgebende Flude wird dem Gehäuse 10 durch eine Einlaßöffnung 12 zugeführt, von wo aus sie durch in Rohrboden eingesetzte Längsrohre 14 einer Auslaßöffnung 16, die mit einer Abblasleitung verbunden ist, zuströmt. Eine aufzuheizende Flude betritt das Gehäuse durch eine Einlaßöffnung 22, umströmt die Rohre 14, so daß sie von der Wärme abgebenden Flude innerhalb der Rohre Wärmeenergie aufnimmt, bevor sie als aufgeheizte Flude den Wärmeaustauscher durch die Aus-"rittsöffnung 26 wieder verläßt.A heat exchanger incorporating the invention is shown in FIG. 1; one supplied to the heat exchanger j Heat-emitting fluids are fed to the housing 10 through an inlet opening 12, from where they pass through into the tube sheet inserted longitudinal tubes 14 of an outlet opening 16, the is connected to a blow-off line, flows in. A fluid to be heated enters the housing through an inlet opening 22, flows around the tubes 14, so that it absorbs thermal energy from the heat-emitting flude within the tubes before it the heat exchanger through the outlet opening as heated fluid 26 leaves again.

Die Rohre 14 durchziehen das Wärmeaus^auschergehäuse lü zwischen Rohrboden 2c und Jh in Längsrichtung, undThe tubes 14 pull through the heat exchanger housing lü between tube sheet 2c and Jh in the longitudinal direction, and

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eines oder mehrere Leitbleche 36 sind außerdem im Innenraum des Wärmeaustauschers eingesetzt, um die Verweilzeit der die Rohre umströmenden Plude zu erhöhen. Innerhalb jedes Rohres 14 befindet sich in dessen Mittelachse eine Entladungselektrode 38, die durch Isolatoren 40 von dem geerdeten Rohr 14 in Abstand gehalten wird. Die Entladungselektroden 58 sind mit einer Gleichstrom-Hochspannungsquelle 42 elektrisch verbunden und entladen sich über den Zwischenraum zwischen sich und den geerdeten Rohren 14. Die Wanderung der Ionen vop der Ionisierungselektrode 38 zum geerdeten Rohr 14 stellt einen "elektrischen Wind" dar, der quer zur Rohrlängserstreckung verläuft und damit eine Durchmischung der Flude innerhalb des Rohres bewirkt und verhindert, daß laminare Strömung entsteht. Da laminare Strömung verhindert ist,ohne daß Vorsprünge und dergl. in den Fludenstrom eingefügt werden müssen, wird der Wärmeübergang verbessert, ohne daß zugleich ein zu großer Druckabfall hingenommen werden muß.one or more baffles 36 are also in the interior of the heat exchanger is used to increase the residence time of the Plude flowing around the pipes. Within Each tube 14 is in its central axis a discharge electrode 38, the by insulators 40 from the grounded pipe 14 is held at a distance. The discharge electrodes 58 are connected to a direct current high voltage source 42 are electrically connected and discharge via the space between them and the grounded tubes 14. The migration of the ions from the ionizing electrode 38 to the grounded pipe 14 represents an "electric wind" which runs transversely to the longitudinal extension of the pipe and thus causes the fluids to be mixed within the pipe and prevents laminar flow from occurring. Since laminar flow is prevented without protrusions and the like the fluid flow have to be inserted, the heat transfer is improved without at the same time an excessive pressure drop must be accepted.

Die Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsforrn der Erfindung, in welcher die Rohre aus denFig. 1 und 2 durch Platten 44 ersetzt sind, die mit bestimmtem Abstand nach einem gewissen Plan in das Gehäuse eingesetzt sind, so daß zwischen den Platten jeweils Durchflußwege und 48 für die Heizflude und die aufzuheizende Flude ent-3 shows a modified embodiment of the invention, in which the tubes from Figs. 1 and 2 are replaced by plates 44 with certain Distance according to a certain plan are used in the housing, so that each flow path between the plates and 48 for the heating fluid and the fluid to be heated

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stehen. Ionisierungselektroden 38 können sowohl in den Durchflußwegen für eine als auch für beide Pluden vorhanden sein, so daß, wie vorher bereits erläutert, der Wärmeübergang zwischen den Pluden verbessert ist.stand. Ionization electrodes 38 can be in both the flow paths for one as well as for both pluds, so that, as already explained above, the heat transfer is improved between the pluds.

Die Erfindung läßt gegenüber den dargestellten Ausführungsformen zahlreiche Abwandlungen zu, die alle vom Erfindungsgedanken erfaßt werden.The invention allows numerous modifications to the illustrated embodiments, all of Invention ideas are detected.

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Claims

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PATENT CLAIMS

Process to improve the heat transfer between a heat source and one to be heated Plude in a heat exchanger which has surfaces in a housing, the partition walls between the flow paths represent the pluds and in the openings for the inlet and outlet of the flow paths flowing through Pluden are present, characterized in that the partitions are earthed and at least one of the flutes is ionized in the flow paths so that the migration of ions to the grounded partitions increases the Heat transfer between the two pluds.

2. The method according to claiml, characterized in that the ionization in the flow paths of the heat-supplying Plude is made.

5. The method according to claims 1 or 2, characterized characterized in that the ionization is carried out at substantially the same distance from the partition walls.

0 0 9 8*1 7 /θ 51 70 0 9 8 * 1 7 / θ 51 7

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4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the partition walls are tubular are.

5. The method according to claim k, characterized in that the ionization takes place on electrons which are located in the interior of the tubes.

6. The method according to claim 1, characterized in that the ionization in the flow paths of the heat supplying Flude and the Plude to be heated is made.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the Plude to be heated several Times is passed over the heat-supplying Flude in order to increase the heat transfer.

8. The method according to any one of claims 1 to 7 # thereby characterized in that the ionization electrode charges the flude passing it at the same time and a transverse component in the longitudinal movement de: · Flude is present between the inlet and outlet openings.

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9 · Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ionization in the flow paths of the two fluids is carried out at the same time.

10. The method according to claim 1 for heat transfer between a plurality of pluds, characterized in that the Ionization is temporarily discontinued to remove deposits of by means of the gas flowing through the flow paths remove the partitions.

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