DE1811889A1 - Waermeuebertragungselement - Google Patents

Waermeuebertragungselement

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DE1811889A1
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DE
Germany
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heat transfer
transfer element
bristles
base
heat
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Application number
DE19681811889
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English (en)
Inventor
Yasuo Ibushiki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON SHINPU KK
Original Assignee
NIPPON SHINPU KK
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    • 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
    • F28F1/124Tubular 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 being formed of pins

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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

DR. ING. ERNST MAIEK PA T K NTANWA LT
8 MÜNCHEN SS
Kan. ιτϊιιιο» »·is■·.«··!·■
A 47168 29. November 1968
EM/Ml/Bx
Firma NIPPON SHINPU KABUSHIKI KAISHA, 6-4, 3-Chome, Nihonbashi Hongoku-Cho, Chuo-Ku, Tokyo-To / Japan
Wärmeübertragungselement
Die Erfindung betrifft Wärmeübertragungsmittel oder -elemente, mit denen mit guter Wirkung Wärmeenergie aus einer Flude auf einen kühleren Gegenstand oder von einem Gegenstand auf eine kühlere Flude übertragen werden kann. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Wärmeübertragungs element, das in verschiedensten Heiz- und Kühleinrichtungen, Kühlern von Verbrennungsmotoren und Rohren von Wärmeaustauschern verwendbar ist.
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Sparkasse Sdi-amb.re Bankhaus M.r4, Find. & Co., MOndwn, N<. 35 464 »onkhoul H. Aufhäus«, Mund,·». Nt. 53 597 fo.lsd,.*, Mund»« 153 β «Ι Ttlegramrnadf·»· > PoMnMnlor
Die Rippen von sogenannten Wärmeabstrahlern, die bisher in den obengenannten Einrichtungen verwendet werden, sind im wesentlichen wie folgt gestaltet: Hat z. B. die Leitung, in der die Flude geleitet wird, abgeflachte Gestalt, dann wird eine große Zahl von separat geformten Rippen einzeln z. B. durch Schweißen auf der Leitung befestigt. Bei runden Rohrleitungen werden viele Scheiben mit Mittelbohrung nacheinander auf die Leitung aufgeschoben und ebenfalls z. B. durch Schweißen befestigt.
Bei der ersten Art müssen einzelne Rippen in komplizierte Form gebracht und dann einzeln auf der Leitung befestigt werden, was extrem hohen Arbeitsaufwand erfordert. Aber auch bei der zweiten Art ist viel Arbeitszeit nötig, da die Rippen alle einzeln aufzubringen und zu befestigen sind.
Da die Rippen sich bis zu einem bestimmten Abstand von der Oberfläche der Leitung weg erstrecket! müssen, damit die erforderliche Fläche und damit die gewünschte Wärmeabgabe erreicht wird, wird die Gesamtanordnung schwer und unhandlich. Eine Erhöhung der Rippenzahl mit dem Ziel, sie kleiner machen zu können, führt wiederum zu erheblichem Arbeitsmehraufwand. Es sind deshalb mit Wärmeaustauschrippen
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versehene Wärmeübertragungselemente in kompakter Form bei niedrigem Gewicht und hoher Wärmeübertragungefähigkeit nicht verfügbar.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein völlig neues Wärmeübertragungselement zu schaffen, bei dem die Teile, die die Wärme abgeben oder aufnehmen, welche Funktion bei den bekannten Wärmeübertragungselementen die Rippen übernehmen, grundlegend verbessert sind, so daß die genannten Schwierigkeiten überwunden werden.
Ein weiteres Ziel besteht darin, das Wärmeübertragungselement zu niedrigem Preis in Massenproduktion herstellen zu können. Weiter ist die Aufgabe gesetzt, ein Wärmeübertragungselement zu schaffen, das sehr einfach und billig bei einer großen Zahl von Gegenständen mit nahezu jeglicher Formgestaltung angebracht werden kann. Das Wärmeübertragungselement nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundfläche eines gut wärmeleitenden Werkstoffs vorgesehen ist, in deren ebene Oberseite eine große Anzahl von Borsten aus Metalldraht mit ihren Fußenden mit Abstand voneinander eingesetzt und befestigt werden.
Ein derartiges Wärmeübertragungselement kann bei vielerlei
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Anwendungen einfach dadurch verwendet werden, da/3 die Grundfläche auf die Oberfläche des Gegenstandes, von dem Wärme ab- oder dem Wärme zugeleitet werden soll, aufgeklebt wird.
Aus der nun folgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen werden die Einzelheiten, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung deutlich offenbar. Es zeigen:
Fig. 1 das Wärmeübertragungselement in einer
ersten Ausführungsform in perspektivischer Teilansicht;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;
Fig. 3A und 3B Ausschnittsdarstellungen von Ausführungsbeispielen mit besonders geformten Borstenenden;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung in Schnittdarstellung;
Fig. 5 eine auseinandergezogene Darstellung des
Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 in perspektivischer Sicht;
Fig. 6 eine Darstellung, die zeigt, in welcher Weise
ein streifenförmiges Wärmeübertragungselement der erfindungsgemäßen Art um ein Rohr gewickelt werden kann.
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Das in der Fig. 1 gezeigte Wärmeübertragungselement, insgesamt mit 1 bezeichnet, besteht im wesentlichen aus einer Grundfläche 2, die eine dünne Folie aus einem Material wie Aluminium oder Kupfer ist, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit bestitzt,und einer großen Anzahl von Borsten 3 aus einem steifen Drahtmaterial wie gleichfalls etwa Aluminium oder Kupfer, die mit ihren Wurzelenden in der Grundfläche 2 fest eingepflanzt sind.
Bei dem in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Beispiel haben diese Borsten 3 im wesentlichen U-Form, so daß sie ein Paar zueinander parallel verlaufender Borsten 3b von gleicher Länge mit einem bestimmten Abstand zueinander aufweisen, die miteinander durch das mit ihnen aus einem Stück bestehende Wurzelquerstück 3c verbunden sind. Die Borsten 3b des Borstenpaares sind durch kleine Löcher 4 in der Grundfläche 2 von der Rückseite durchgeführt, wobei die Löcher 4 denselben Abstand haben wie die Borsten 3b des Borstenpaares; das Wurzelquerstück 3c liegt dann auf der Rückseite zwischen den beiden Löchern 4 an der Grundfläche 2 an.
Die freien Enden 3a der Borsten 3, die auf diese Weise nacheinander in die Grundplatte 2 eingeführt sind, sind unter einem bestimmten Winkel in derselben Richtung gegenüber dem Borstenschaftteil 3b abgebogen, wie dies in den Fig. 1, 2 und 3A gezeigt ist. Die freien Enden 3a der Borsten
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können aber auch nach Art von Pfeilspitzen gebogen sein, wie dies die Fig. 3B zeigt, um dadurch die Wärmeübertragungsfähigkeit noch zu steigern. Durch diese Gestaltungsart kann die Wärmeübertragungsfläche vergrößert werden, ohne daß die Gesamtstärke des Wärmeübertragungselementes 1 vergrößert werden müßte. Durch andere Gestaltung und Verbiegung der Borsten 3b können verschiedene Formen erzielt werden, wenn dies wünschenswert erscheint.
Die Borsten 3 werden an der Grundfläche 2 z. B. durch einen Filmüberzug 5 aus einem Werkstoff wie Kunstharz gehalten, der flach auf die Rückseite der Grundfläche 2 aufgeklebt wird, wobei dann die Wurzelquerstücke 3c der Borsten 3 gegen die Rückseite der Grundfläche 2 gedrückt werden. Es ist auch möglich, die Wurzelquerstücke 3c der Borsten 3 mit Hilfe einer Kleberschicht auf der Grundfläche 2 zu halten, der als schnelltrocknender Kleber auf die Rückseite der Grundfläche 2 aufgebracht wird und dann auch in die dünnen Löcher 4 eindringt, wodurch die Halterung der Borsten noch verbessert wird.
Bevor das Wärmeübertragungselement 1 auf einem Körper befestigt wird, werden die Borsten 3 durch einen oder mehrere Filmschichten 6, etwa aus Kunstharz oder Papier von gleicher Größe wie die Grundfläche 2 und entsprechenden Löchern, durch die die Borsten 3b hindurchtreten,
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wie dies in der Fig. 4 und der Fig. 5 gezeigt ist, in ihrer aufrechten Stellung gehalten. Nach dem Anbau werden dann die Filmschichten 6 vom Wärme übertragungselement abgezogen.
Das Wärmeübertragungselement der beschriebenen Art ist in einem sehr-großen Anwendungsbereich verwendbar.
Ein Anwendungsfall ist in der Fig. 6 gezeigt. Eine Fludenlei- tung 7 mit Kreisquerschnitt ist schraubenförmig mit einem Streifen des Wärmeübertragungselementes 1 nach der Erfindung umwickelt, wobei die Rückfläche mit einem Kleber auf die Außenfläche des Rohres 7 aufgeklebt ist. Die beiden Enden der Grundfläche 2 des Streifens werden dabei unter geeigneter Zugspannung gehalten. Die Borsten 3 richten sich dann radial nach außen auf. Es entsteht das gewünschte Wärmeübertragungselement.
Ist das Rohr 7 flach gestaltet oder weist es ebene Flächen auf, so wird die Grundfläche 2 flach auf die Außenflächen des Rohres auf geklebt. Bei Wärmeübertragern wird die Grundfläche auf der Innenseite der Rohre aufgewickelt, oder es wird zuvor ein schraubenförmiges Gebilde aus dem mit Borsten besetzten Streifen hergestellt, der dann in die Rohr leitung des Wärmeaustauschers hineingesenkt und dort befestigt wird.
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Bei einem sogenannten Innenrippenrohr wird die Grundfläche auf die Außenfläche des Innenrohres aufgewickelt, wie dies bereits oben beschrieben ist, und dann das mit Borsten versehene Innenrohr in das Außenrohr eingesetzt.
Wie bei allen Wärmeaustauschelementen der bekannten Art so kann auch dieses Wär*meübertragungselement nach der Erfindung dafür verwendet werden, Wärme aus einem umgebenden Medium über die Borsten aufzunehmen oder Wärme an das umgebende Medium über die Borsten abzugeben.
• Wegen seiner Gestalt in Form von Streifen oder Platten kann
das Wärmeübertragungselement fast überall, wo ein solches benötigt wird, eingesetzt werden. Die sehr dicht in großer Zahl eingesetzten Borsten erhöhen die Wärmeabgabefläche erheblich. Durch geeignete Formgebung der Borsten kann die Beimhrungsfläche der Borsten mit dem umgebenden Medium noch günstiger gestaltet werden.
Da die Borsten in nur eine sehr dünne Grundfläche eingesetzt sind, ist als weiterer Vorteil der Erfindung zu vermerken, daß das Wärmeübertragungselement auch um Rohre mit geringem Durchmesser gewickelt
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werden kann und daß das Gesamtgewicht der Anordnung dann sehr niedrig bleibt.
- ID-
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Claims (5)

Patentansprüche
1. Wärmeübertragungselement, gekennzeichnet durch eine Grundfläche (2) aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit und eine große Anzahl von Borsten (3) aus Metalldraht, die an ihren Wurzelenden auf der Oberseite der Grundfläche (2) versenkt mit Abstand gegeneinander befestigt sind.
2. Wärmeübertragungselement, gekennzeichnet durch eine Grundfläche (2) aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit und ebenen Ober- und Unterseiten und eine große Zahl von Metalldraht-Borstenpaaren (3) mit gleichem Borstenabstand, die aus einem einzigen Drahtstück bestehen, das U-förmig gebogen ist und dessen zwei Borstenschäfte (3b) durch ein gerades Wurzelquerstück (3c) verbunden sind, wobei die Borstenpaare (3) von der Unterseite durch zwei Löcher (4) in der Grundfläche (2) hindurchgesteckt und die Wurzelquerstücke (3c) gegen die Unterseite der Grundfläche (2 )festgelegt sind.
3. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (3) durch wenigstens eine Folie {6} aus
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Kunstharz oder Papier durchgesteckt und so stabil aufrechtgehalten sind.
4. Wärmetibertragungselement nach einem der Ansprüche 1 bis
■ 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (3a) der Borsten wenigstens in einer Richtung umgebogen sind, so daß dadurch die Wärmeabgabe fläche
vergrößert ist.
5. Wärmeübertragungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (2 ) bandförmig ausgebildet ist.
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DE19681811889 1968-04-03 1968-11-29 Waermeuebertragungselement Pending DE1811889A1 (de)

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JP2144568 1968-04-03
JP6168268 1968-07-20

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ID=26358505

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DE19681811889 Pending DE1811889A1 (de) 1968-04-03 1968-11-29 Waermeuebertragungselement

Country Status (5)

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CH (1) CH504663A (de)
DE (1) DE1811889A1 (de)
FR (1) FR1594011A (de)
GB (1) GB1233038A (de)
NL (1) NL6900665A (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2453381A1 (fr) * 1979-04-03 1980-10-31 Ferodo Sa Perfectionnements apportes aux echangeurs de chaleur et, notamment aux appareils de ce genre qui comportent des tubes
DE102019110262A1 (de) * 2019-04-18 2020-10-22 Hans Quack Platten-Rippen-Wärmeübertrager

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SE8803193L (sv) * 1988-09-12 1990-03-13 Gadelius Sunrod Ab Vaermevaexlartub med ytfoerstorande element
CN107167016A (zh) * 2017-06-19 2017-09-15 茂名重力石化装备股份公司 一种u形钉头管及具有该钉头管的加热炉

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Also Published As

Publication number Publication date
GB1233038A (de) 1971-05-26
FR1594011A (de) 1970-06-01
NL6900665A (de) 1969-10-07
CH504663A (fr) 1971-03-15

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