DE2421519A1 - Wendelfoermiger turbulenzeinbau - Google Patents

Description

"Wendeiförmiger Turbulenzeinbau"

Die Erfindung betrifft einen wendeiförmigen Turbulenzeinbau aus einem verdrillten Band zur losen Einlage in von einem Fluid durchströmten kreisrunden Rohren von Wärmetauschern ohne feste Verbindung zur Rohrwand zur Verbesserung des Wärmeübergangs, insbesondere für Rohre mit einem Durchmesser kleiner als 25 mm.

Der Wärmeübergang in Rohren, nämlich Übertragung von Wärme an die Rohrwand oder von der Rohrwand durch das durchströmende Fluid kann durch den Einbau von Hindernissen oder Verdrängungskörpern gesteigert werden, weil dadurch der freie Strömungsquerschnitt eingeengt, die Strömungsgeschwindigkeit somit erhöht bzw. durch geeignete Turbulenzerzeuger eine besondere Strömungsform aufgezwungen wird, die eine günstige Beeinflussung der Grenzschicht der Strömung zur Folge hat. Derartige Turbulenzeinbauten sind rein passive Turbulenzerzeuger aus beliegigem Werkstoff, die lose in die Rohre eingeschoben werden, ohne feste leitende Verbindung zur wärmeübertragenden Rohrwand.

Es sind verschiedene Formen von Turbulenzeinbauten bekannt, ζ Ja. auch gestanzte Blechstreifen und wendelförmig verdrillte 'Bänder. So beschreibt das DRP 296 285 in wasserdurchströmten Rohren schwimmende Hindernisse, z.B. Hanfkordein, die durch

-2-

509846/0594

Für das Auftragsverhältnis gilt die Gebührenordnung der Deutschen Patentanwaltskammer. - Gerichtsstand for Leistung und Zahlung: Nürnberg.

Gespräche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkung.

die Strömung in schlängelnde Bewegung versetzt werden. Ferner beschreibt das DRP 311 356 ein Wärmeaustauschrohr mit Einsatzspirale, bei dem mit der die Weite des Rohres nicht ausfüllenden Spirale verbundene, gegen die Rohrwandung sich legende, nachgiebige Stützen vorgesehen sind, welche das Herausziehen der Spirale bei Kesselsteinbildung ermöglichen sollen.

Eine Steigerung des Wärmeübergangs kann nur bei richtiger Abstimmung des Turbulenzeinbaus auf den gesamten Rohrquerschnitt erzielt werden, muß jedoch durch ein erhebliches Anwachsen des Strömungswiderstandes erkauft werden. Bei den bekannten Formen von Turbulenzeinbauten ist die Zunahme des Druckabfalls in der Strömung häufig so groß, daß es vorteilhafter ist, den Wärmeübergang durch Vergrößern der Strömungsgeschwindigkeit im ungefüllten Rohr zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen passiven Turbulenzeinbau zu schaffen, durch den die Erhöhung des Wärmeübergangs in einem vertretbaren Verhältnis zum dadurch erzeugten Druckabfall steht, so daß in wirtschaftlicher Weise eine optimale Wärmeübertragung erzielt werden kann, wobei die Möglichkeit gegeben sein soll, diesen Turbulenzeinbau vollautomatisch

endlos herzustellen und wobei dieser Turbulenzeinbau ferner trotz eines geringen Volumens und geringen Gewichts hohe Steifigkeit und Festigkeit bietet und dadurch auch ein automatisches Einbringen in Rohre ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Turbulenzeinbau der eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Wendeldurchmesser zwischen etwa 0,4 bis 3 % kleiner ist als der Innendurchmesser ein es zugeordneten Rohres, daß das Verhältnis h/d der WendelSteigung h zum Durchmesser der Wendel d 2 bis 5 beträgt, und daß die Banddicke s in einem Bereich von etwa 1 % bis 15 % des Wendeldurchmessers liegt.

-3-

509846/0594

Die Bereichsangaben können sich dabei auf jeden Rohrdurchmesser beziehen.

Die erfindungsgemäßen wendeiförmigen Turbulenzeinbauten zeichnen sich besonders dadurch aus, daß sie bei annähernd gleicher Wärmeübertragungsleistung einen erheblich geringeren Druckabfall bewirken als die bekannten Einbauten.

Mit der Wendelform wird der gesamte Rohrquerschnitt erfaßt. Eine Zentrierung durch zusätzliche Hilfsmittel ist nicht erforderlich, da sich der erfindungsgemäße wendeiförmige Turbulenzeinbau, abgesehen von einer geringen Exzentrizität , die durch die vorgeschriebenen Toleranzen zwischen Rohrinnen- und Wendeldurchmesser gegeben ist, praktisch selbst zentriert.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbdspxels schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt, wobei die erfindungsgemäß besonders zu bemessenden Kenngrößen, nämlich Durchmesser d, Steigung h und Banddicke s besonders gekennzeichnet sind.

Bei Ausführungsbeispxelen der Erfindung ist der Wendeldurchmesser 0,2 bis maximal 0,8 mm kleiner als der Innendurchmesser des jeweils zugeordneten Rohres. Die Banddicken der Wendel betragen etwa 0,1 bis 1,0 mm.

-Ansprüche-

509846/0594

Claims (1)

1. Anspruch

   Wendeiförmiger Turbulenzeinbau aus einem verdrillten Band zur losen Einlage in von einem Fluid durchströmten kreisrunden Rohren von Wärmetauschern ohne feste Verbindung zur Rohrwand, zur Verbesserung des Wärmeübergangs, insbesondere für Rohre mit einem Durchmesser kleiner als 25 mm, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendeldurchmesser (d) zwischen etwa 0,4 bis 3 % kleiner ist als der Innendurchmesser eines zugeordneten Rohres, daß das Verhältnis (h/d) der Wendelsteigung (h) zum Durchmesser (d) der Wendel 2-5 beträgt, und daß die Banddicke (s) in einem Bereich von etwa 1 bis 15 % des Wendeldurchmessers (d) liegt.

   509846/0594