DE1811889A1 - Waermeuebertragungselement - Google Patents
WaermeuebertragungselementInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular 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
- F28F1/124—Tubular 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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Description
8 MÜNCHEN SS
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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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.
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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
- 6 009821/1413
-D-
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-
009821/1413
Claims (5)
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.
C09821/U1 3
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GB (1) | GB1233038A (de) |
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Cited By (2)
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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- 1968-12-12 CH CH1886868A patent/CH504663A/fr not_active IP Right Cessation
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1969
- 1969-01-15 NL NL6900665A patent/NL6900665A/xx unknown
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Also Published As
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GB1233038A (de) | 1971-05-26 |
FR1594011A (de) | 1970-06-01 |
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CH504663A (fr) | 1971-03-15 |
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