DE3126618A1 - Vorrichtung, bei welcher waerme durch hohlfaeden uebertragen wird - Google Patents
Vorrichtung, bei welcher waerme durch hohlfaeden uebertragen wirdInfo
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Description
- 5 - A3GW31989
Vorrichtung, bei welcher Wärme durch Hohlfaden übertragen wird.
A k ζ ο GmbH
Wuppertal
Wuppertal
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bei welcher Wärme von einem ersten Fluid auf ein zweites Fluid durch die
Wandung von Hohlfaden übertragen wird.
Bekannt ist ein Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art, bei welchem die Hohlfaden in zwei Ebenen angeordnet sind,
wobei die Hohlfäden jeder Ebene in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen,
mithin geradlinig ausgebildet sind, und bei welchem die Hohlfäden in gemeinsame Verteiler- bzw. Sammelrohre münden, welche
die Anschlüsse für die Fluidzuführung bzw. -ableitung aufweisen und als Stützrahmen ausgebildet sein können und mit
welchen die Endabschnitte der Hohlfaden mittels einer Einbettmasse flüssigkeitsdicht verbunden sind. Bei diesem
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31266 1"S—I
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bekannten Wärmeaustauscher sind die Hohlfäden der beiden
Ebenen rechtwinklig zueinander angeordnet und berühren sich an ihren Kreuzungspunkten. Weiterhin weist dieser bekannte
Wärmeaustauscher Stützstäbe für die Hohlfäden auf, welche in Abständen voneinander angeordnet sind, rechtwinklig zu den
abzustützenden Hohlfäden verlaufen und an ihren Kreuzungspunkten mit diesen fest verbunden sind. Die Stützstäbe weisen
dabei einen größeren Durchmesser auf als die Hohlfäden.
Dieser bekannte Wärmetauscher hat sich in ganz besonderem Maße zur Wärmeübertragung zwischen einem gasförmigen Medium,
beispielsweise Luft, welches die Hohlfäden umströmt und einem flüssigen Medium, beispielsweise Wasser, welches die Hohlfäden
durchströmt, bewährt. Hierbei wurden die besten Resultate erwartungsgemäß dann erreicht, wenn das gasförmige
Medium die Hohlfasern senkrecht zu ihrer Längsachse, also quer, umströmte. Andererseits traten bei der Verwendung
dieses bekannten Wärmeaustauschers im Freien bei hohen Windgeschwindigkeiten bisweilen Probleme durch die dabei auftretenden,
insbesondere durch Windböen verursachten, hohen Windkräfte auf. Darüberhinaus konnte eine optimale Wärmeübertragung
nur dann erreicht werden, wenn dieser bekannte Wärmetauscher der jeweiligen, gegebenenfalls ständig sich
ändernden,Windrichtung entsprechend ausgerichtet wurde.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung
zu stellen, die auch für hohe Windgeschwindigkeiten geeignet ist und auch bei wechselnden Windrichtungen eine im wesentlichen
gleichmäßige Wärmeübertragung gewährleistet.
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3 12861
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Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst/ bei der die Hohlfaden in Verteiler- bzw. Sammelrohre münden, welche
Anschlüsse für die Fluidzuführung bzw. -ableitung aufweisen
und als Stützrahmen ausgebildet sein können und mit welchen die Endabschnitte der Hohlfäden mittels einer Einbettmasse
nach außen flüssigkeitsdicht verbunden sind, bei welcher erfindungsgemäß wenigstens ein Teil der Hohlfäden
in stetig oder unstetig gekrümmter oder gebogener Form vorliegt. Die Hohlfäden können also beispielsweise kreisbogenförmig
ausgebildet sein, einmal oder mehrmals abgewinkelt sein, zick-zack-förmig verlaufen oder ähnlich geformt
sein. Wichtig ist, daß wenigstens ein Teil der Hohlfaden, vorzugsweise jedoch alle Hohlfäden nicht geradlinig
verlaufen, sondern in wenigstens einmal geänderter Richtung weiter verlaufen.
Stellt man sich die beiden Enden jedes der so gestalteten Hohlfäden der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch eine
gerade Strecke (Sehne) verbunden vor und bezeichnet man den größten Abstand des Hohlfadens von dieser Verbindungsgeraden
(Sehne) als maximale Auslenkung, so werden besonders gute Ergebnisse erreicht, wenn die maximale Auslenkung der
Hohlfäden der erfindungsgemaßen Vorrichtung ungefähr ein Zwanzigstel
(1/20) bis ein Fünftel (1/5) , insbesondere ungefähr ein Zehntel (1/10) der Entfernung der beiden Enden
jedes Hohlfadens voneinander, also der Länge der Verbindungsgeraden {Sehne*, beträgt.
Die Anzahl der Hohlfäden der die Wärmeübertragungsfläche
bildenden Fadenschar der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beliebig gewählt werden, wobei die Hohlfaden jeder Fadenschar
nicht notwendigerweise die gleiche oder eine ähnliche Form
-._- - - -. j ι zoo Ίο
ι
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aufweisen müssen, im allgemeinen jedoch gleich oder ähnlich geformt sind.
Besonders gute Ergebnisse werden dann erreicht, wenn die Hohlfadenschar nicht in einer Ebene, sondern in einer
räumlich gewölbten Fläche liegt, also beispielsweise die Form der Oberfläche einer Kugelkappe, eines Teils eines
Zylindermantels, eines Daches, einer Kuppel, einer Faltwand, eines Pyramidenstumpfes und dergleichen hat.
In Ausgestaltung der Erfindung können die Hohlfaden in.
mehreren Gruppen übereinander angeordnet sein, wobei jede Gruppe zweckmäßigerweise aus einer oder zwei Hohlfadenlagen
bestehen kann. Die Hohlfäden einer Lage sind dabei zweckmäßigerweise
in gleichbleibenden Abständen voneinander angeordnet, können sich jedoch auch fächerförmig ausbreiten.
Die Anzahl der Hohlfaden kann in den verschiedenen Lagen auch unterschiedlich sein. Wie immer die zweckmäßigste Ausgestaltungsform
einer solchen Hohlfadenlage ausgebildet sein mag, so ist die Anordnung der Hohlfaden einer solchen
Hohlfadenlage auf alle Fälle so, daß man die Hohlfäden im weitesten Sinne auch als nebeneinanderliegend angeordnet
bezeichnen könnte. Bei zwei Hohlfadenlagen je Hohlfadengruppe
können die Hohlfaden der ersten Lage die Hohlfaden der
zweiten Lage kreuzen und diese an den Kreuzungspunkten berühren. Bei mehreren Hohlfadengruppen werden diese vorteilhaft
in einem ausreichenden, durch einfache Versuche zu ermittelnden, gegenseitigen Abstand voneinander angeordnet.
Vorteilhafterweise besitzt dabei jede Hohlfadenlage bzw. -gruppe ihre eigenen, gegebenenfalls als Stützrahmen ausgebildeten,
Verteiler- und Sammelrohre für die Fluidzuführung
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O Λ "~ϊ P C Λ O
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bzw. -ableitung, welche ihrerseits an eine gemeinsame Zuflußbzw-
Abflußleitung angeschlossen sind. Derartige erfindungsgemäß ausgebildeten Hohlfadenlagen bzw. -gruppen einschließlich
ihrer Verteiler- und Sammelrohre können dabei in besonders vorteilhafter Weise als Moduleinheiten ausgestaltet
sein, die sich in beliebiger Anzahl übereinander- oder nebeneinanderanordnen lassen. Hierzu ist es besonders vorteilhaft,
wenn die gemeinsame Zufluß- und Abflußleitung durch an den Verteiler- bzw. Sammelrohren angeordnete in Art einer
Steckverbindung miteinander zusammenwirkende Rohrstutzen bzw. Anschlüsse gebildet werden. Diese Steckverbindungen
können lösbar und selbstdichtend ausgeführt sein oder aber auch so, daß sie nach dem Zusammenfügen der Moduleinheiten
durch Verschweißen, Verkleben oder dergleichen nicht lösbar und nach außen fluiddicht miteinander verbunden werden können.
Die auf diese Weise gebildete stapeiförmige Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann einen quadratischen,
rechteckigen, sechseckigen, runden oder beliebig anders geformten Querschnitt aufweisen bzw. in Draufsicht eine
Grundfläche ebensolcher Form überdecken.
Die Hohlfadenlagen bzw. -gruppen können dabei einzeln oder gruppenweise in Reihe oder in Serie geschaltet sein, wobei
auch Mischformen möglich sind, beispielsweise Parallelschaltung der Hohlfadenlagen jeder Hohlfadengruppe aber
Reihenschaltung der Hohlfadengruppen.
Die übereinander- oder nebeneinanderangeordneten Hohlfadenlagen bzw. -gruppen können eine gleichsinnige Krümmung
aufweisen aber auch abwechselnd gegensinnig, beispielsweise spiegelbildlich, gekrümmt ausgebildet sein. Zwei gegensinnig
gekrümmte Hohlfadenlagen bzw. -gruppen, deren Enden in einer
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Io A3GW31989
Ebene liegen, können bei grundflächendeckender Anordnung in etwa also beispielsweise die Form eines Kissens, einer Linse,
eines Zylinders, einer Kugel usw. bilden.
Durch mit Hilfe einfacher Versuche ohne weiteres zu ermittelnde zweckmäßige Gestaltung und Anordnung der die erfindungsgemäße
Vorrichtung bildenden Hohlfadenlagen bzw. -gruppen gelingt es, die beim Umströmen der Hohlfäden entstehenden
Windgeräusche gering zu halten und somit zu einer geräuscharmen umweltfreundlichen erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu gelangen.
Die Formgebung der Hohlfadenlagen bzw. -gruppen kann durch entsprechende Gestaltung der Verteiler- bzw. Sammelrohre
und/oder von Stützstäben erreicht werden, die zudem den Hohlfadenscharen eine größe Formstabilität verleihen. Diese
Stützstäbe werden zweckmäßigerweise so angeordnet, daß sie wenigstens eine der Hohlfadenlagen kreuzen und an ihren Berührungspunkten
mit den Hohlfäden durch Verschweißen, Verkleben und dergleichen fest verbunden sind. Die Stützstäbe
haben zweckmäßigerweise einen größeren Durchmesser als die Hohlfäden und sind in größeren Abständen voneinander angeordnet
als diese. An ihren Enden sind die Stützstäbe vorteilhaft mit den Verteiler- bzw. Sammelrohren fest verbunden.
Die Stützstäbe können vor ihrem Einbau bereits vorgeformt sein oder aber beispielsweise beim Einbau zwischen zwei
Verteiler- bzw. Sammelrohren durch eine entsprechende Überlänge bogenförmig eingespannt werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können
alle zur Wärmeübertragung geeigneten Hohlfäden verwendet werden, wobei diese nach einem Trocken- oder Naßspinn- oder
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einem Extrusions-Verfahren hergestellt worden sein können. Mit dem Begriff Hohlfaden sind im Sinne der vorliegenden
Erfindung auch sogenannte Hohlfasern, dünne Schläuche, dünnwandige Schläuche, Kapillaren, Röhrchen, Kunststoffrohe
und dergleichen mitumfaßt. Obwohl den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit nichtmetallischen Hohlfäden
im allgemeinen der Vorzug gegeben wird, kann die Lehre der vorliegenden Erfindung jedoch auch ohne weiteres auf
Vorrichtungen mit entsprechend bemessenen metallischen Röhrchen übertragen werden.
Die Querschnittsform der verwendeten Hohlfäden kann beliebig
sein, wobei auch die Größe des Querschnitts der Hohlfaden sowie deren Wandstärke nach, oben und unten keinerlei Beschränkungen
unterliegt. Die Querschnittsform, die Wandstärke und die Größe des Querschnitts der Hohlfäden können
sich darüberhinaus entlang der Länge der Hohlfäden ändern. Hohlfaden mit einem kreisförmigen Querschnitt können beispielsweise
einen Außendurchmesser von 800 μπι bis zu 5 mm und darüber aufweisen. Die Wandstärke der Hohlfäden
kann beispielsweise 30 bis 200 μΐη betragen.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung haben sich
insbesondere solche Hohlfäden als besonders vorteilhaft erwiesen, die einen Wärmedurchgangskoeffizienten im Bereich
von 15 bis 200 w/m K und darüber aufweisen, wobei gegebenenfalls auch solche Hohlfasern verwendet werden können,
die verbesserte Wärmeleiteigenschaften durch Einlagerung von Metall, Graphit und dergleichen in Staub- oder Pulverform
aufweisen. Auch können die Hohlfäden alternativ oder zusätzlich Füllmittel, Additive, Stabilisatoren, Ruß, Farbstoffe
und dergleichen enthalten. Durch die Verwendung poröser oder mikroporöser Hohlfäden kann das Anwendungs-
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spektrum der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vorteilhafter
Weise noch erweitert werden.
Zum Einbetten der Hohlfadenenden können übliche Kleber,
aushärtbare Vergußmassen/ Gießharze, Spezialzemente und dergieichen
verwendet werden, wobei auch solche Einbettmassen verwendet werden können, die unmittelbar nach dem ersten
Kontakt mit den Hohlfäden diese oberflächlich leicht anlösen
oder anschmelzen. Das Einbetten von Hohlfäden bzw. deren Endabschnitten ist an sich bekannt und braucht daher hier
nicht mehr erläutert zu werden.
Die Größe der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterliegt im
Rahmen üblicher Abmessungen keinerlei Beschränkungen.
Es hat sich allerdings gezeigt, daß bei zu enger Anordnung der Hohlfäden der Strömungswiderstand für das die Hohlfäden
umströmende Fluid beträchtlich ansteigt, so daß die Wärmeübertragungsleistung erheblich absinkt. Zu große Hohlfadenabs
tände wiederum führen zu unnötig großen Abmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Für eine besonders zweckmäßige Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird
daher vorgeschlagen, die Mittenabstände der Hohlfaden so zu wählen, daß dieser zwischen zwei benachbarten Hohlfaden
das 1,7- bis 10-fache ihres Durchmessers, insbesondere das
2,5- bis 3,3-fache beträgt. Der lichte Abstand zwischen zwei benachbarten Hohlfäden soll dabei zweckmäßigerweise
0,5 bis 15 mm, insbesondere 1 bis 10 mm betragen.
Die Abmessungen für die Verteiler- bzw. Sammerohre richten sich zum einen nach der Anzahl der von ihnen ausgehenden
bzw. in diese mündenden Hohlfäden und deren Abmessungen, andererseits nach der insgesamt durch die Hohlfaden
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strömenden Fluidmenge, denn es ist unerwünscht, daß in den
Verteiler- und Sammelrohren unnötig hohe Druckverluste auftreten. Weiterhin hängt die Bemessung der Verteiler- und
Sammelrohre davon ab, ob diese gleichzeitig als Stützrahmen dienen sollen und der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine
den Anforderungen gerecht werdende Stabilität verleihen sollen, oder ob dies durch andere bauliche Maßnahmen und
Einrichtungen bewirkt werden soll. Je nach den an die Verteiler- bzw. Sammelrohre gestellten Anforderungen können
diese somit beispielsweise auch mit in deren Längsrichtung verlaufenden Versteifungsrippen oder dergleichen versehen
sein. Auch ist es möglich, den genannten Rohren eine umströmungstechnisch günstige Form zu geben oder aber durch
entsprechende Umkleidung derselben zum gleichen Ergebnis zu gelangen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es darüberhinaus
schließlich auch möglich, die Hohlfäden als Fadenschar zwischen den Verteiler- und Sammelrohren in losen Schlaufen
herunterhängen zu lassen, wobei aber auch hier zur Einhaltung gleichbleibender Hohlfadenabstände quer zu den
Hohlfäden verlaufende Stäbe angeordnet sein können, die mit den Hohlfäden an den Kreuzungspunkten fest verbunden sind.
Neben den aus einzelnen Hohlfadenlagen gebildeten Hohlfadengruppen
können geeignete Hohlfadengruppen auch durch Hohlfadengewebe gebildet werden. Auch ist es möglich, Hohlfadenmatten zu verwenden, bei denen der Abstand der Hohlfäden
voneinander durch eingewirkte Fäden, aufgeklebte Bänder oder dergleichen festgelegt ist.
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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Die Figuren la und Ib eine Ausführungsform der erfindungs-
gemäßen Vorrichtung in Draufsicht mit zick-zack- bzw. wellenförmig ausgebildeten
Hohlfaden/
Figur 2 in perspektivischer teilweise ge-
schnitte'ner Darstellungsweise eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in Form eines Zylindermantelabschnittes/
Figur 3 in einem vergrößerten Ausschnitt aus
Figur 2 eine Ausführungsform der Steckverbindung,
Figur 4 eine Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Vorrichtung in Draufsicht,
Figur 5 eine Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Vorrichtung im Querschnitt,
Figur 6 eine Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Vorrichtung mit übereinanderangeordneten spiegelbildlich, also
gegensinnig, gebogenen Hohlfäden,
Figur 7 eine Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Vorrichtung mit übereinander-
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angeordneten gegensinnig, jedoch nicht spiegelbildlich gebogenen Hohlfäden.
Figur 8 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher
mehrere gleichsinnig gekrümmte Hohlfadenlagen übereinander angeordnet sind.
Figur 9
Figur 10 eine zylinderförmige Ausführungsform der erfindüngsgemäßen Vorrichtung,
eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form einer Faltwand,
Figur 11 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei
welcher mehrere zylinderschalenförmige gleichsinnig gekrümmte Hohlfadengruppen übereinander angeordnet
sind,
Figur 12 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, bei welcher mehrere gegensinnig, jedoch nicht spiegelbildlich gekrümmte
Hohlfadengruppen übereinander angeordnet sind.
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Figur 13 eine Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Vorrichtung, bei welcher mehrere spiegelbildlich gekrümmte
Hohlfadengruppen übereinander angeordnet sind.
Figur 14 eine Ausfuhrungsform der erfindungs
gemäßen Vorrichtung, bei welcher mehrere gleichsinnig gekrümmte kugelschalenförmige
Hohlfadengruppen übereinander angeordnet sind.
Figur 15 eine Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Vorrichtung, bei welcher zwei spiegelbildlich gekrümmte kugelschalenförinige
Hohlfadengruppen übereinander angeordnet sind,
Figur 16 in vereinfachter schematischer Dar
stellungsweise die Reihenschaltung erfindungsgemäß ausgebildeter Hohlfadengruppen.
,
Figur 17 in vereinfachter schematischer Dar
stellungsweise die Parallelschaltung erfindungsgemäß ausgebildeter Hohlτ
fadengruppen,
Figur 18 eine Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Vorrichtung, bei welcher die
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Hohlfäden in losen Schlaufen zwischen den Verteiler- und Sammelrohren herunterhängen.·,
,
Figur 19 in Draufsicht eine weitere Aus
führungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
In Figur la sind die Hohlfäden 1 zick-zack-förmig ausgebildet,
liegen jedoch in einer Ebene. Die Hohlfaden 1 münden in das Verteilerrohr 2, welches den Anschluß 4 für die Fluidzufuhr
aufweist, und in das Sammelrohr 3, welches den Anschluß 5 für die Fluidabfuhr aufweist. Zur Ausbildung eines Stützrahmens
für die Schar aus zick-zack-förmig ausgebildeten Hohlfäden 1 sind das Verteilerrohr 2 und das Sammelrohr 3 durch
Streben 6 fest miteinander verbunden. Weiterhin sind in Figur la quer zu den Hohlfaden 1 verlaufende Stützstäbe 7 dargestellt,
die an den Schnittpunkten mit den Hohlfaden 1 und mit den
Streben 6 fest verbunden sind. Die Stützstäbe 7 kreuzen die Hohlfäden 1 jeweils an der Stelle, an welcher die Hohlfaden
unstetig gekrümmt sind, also in geänderter Richtung weiterverlaufen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die
in Figur la dargestellten Hohlfäden 1 auch als mehrmals unstetig gekrümmt bezeichnet werden.
Die in Figur Ib dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung unterscheidet sich von der in Figur la dargestellten im wesentlichen lediglich dadurch, daß bei
ihr die Hohlfäden 1 wellenförmig ausgebildet sind, also mehrmals stetig gekrümmt sind.
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Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist die aus zwei Lagen sich kreuzender Hohlfäden 1 gebildete Hohlfadengruppe in Form eines Zylindermantelabschnittes
ausgebildet. Die beiden Hohlfadenlagen sind dabei parallel geschaltet und das Verteilerrohr 2 bildet
zusammen mit dem Sammelrohr 3 einen die obengenannte Form der Hohlfadengruppe gewährleistenden Stützrahmen. Die
Anschlüsse 4; 5 für die Fluidzuführung bzw. -ableitung sind jeweils nach oben und unten gerichtet, so daß ein Ubereinanderstapeln
mehrerer der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist, wobei nach
dem Zusammenbau die Anschlüsse für die Fluidzuführung 4 dann die gemeinsame Zuflußleitung und die Anschlüsse für die Fluidableitung
5 die gemeinsame Abflußleitung ergeben. An den Stellen 10 und 11 sind die Rohre 2 und 3 gegeneinander abgedichtet.
In Figur 3 sind die in Figur 2 vereinfacht dargestellten Anschlüsse
4 bzw. 5 vergrößert dargestellt. Die Darstellung macht deutlich, wie das Ineinanderfügen der Anschlüsse 4
bzw. 5 beim übereinanderstapeln mehrerer Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist, erfolgt. Nach dem Zusammenfügen
können die Anschlüsse 4a und 4b durch Verkleben oder Verschweißen
fest miteinander verbunden werden. Dasselbe gilt für die entsprechend ausgebildeten, jedoch nicht dargestellten
Anschlüsse für die Fluidableitung. Statt der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform der miteinander zusammenwirkenden
Anschlüsse 4a und 4b können auch handelsübliche lösbare oder nichtlösbare sowie einfache Rohrstutzen zu dem
hier beschriebenen Zweck verwendet werden, beispielsweise sogenannte Schnellkupplungen.
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Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung entsprechen alle Teile ihren Positionszahlen gemäß den bereits in den Figuren la bis 3 beschriebenen
Teilen. Die in Figur 4 dargestellte Ansicht ergibt sich beispielsweise bei Draufsicht auf die in Figur 2 dargestellte
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Lediglich
der Anschluß 4 für die Fluidzuführung und der Anschluß 5 für die Fluidableitung sind bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform
in unwesentlich geänderter Art und Weise angeordnet.
Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind die Hohlfaden 1 zweimal unstetig abgebogen, wobei diese Abbiegungen durch die an entsprechender
Stelle angeordneten Stützstäbe 7 bewirkt werden. Die übereinanderangeordneten Hohlfadenlagen sind dabei gleichsinnig
gekrümmt, wobei jede Hohlfadenlage die Form eines Teils des Mantels eines Polyeders mit polygonalem Querschnitt bildet,
also im Sinne der vorliegenden Erfindung eine räumlich gekrümmte Fläche.
Die übrigen in der Figur dargestellten Teile entsprechen ihren Positionszahlen gemäß den in den vorhergegangenen Figuren beschriebenen
Teilen.
In Figur 6 sind die Hohlfäden 1 jeder Hohlfadenlage durch
je einen Stützstab 7 einmal unstetig gekrümmt, wobei benachbarte Hohlfadenlagen spiegelbildlich gekrümmt sind. Jeweils
zwei Hohlfadenlagen münden in ein gemeinsames Verteilerrohr 2 bzw. Sammelrohr 3. Die in Figur 6 dargestellten Hohlfaden-
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lagen können auch als dachförmig ausgebildet bezeichnet werden.
Auch, die in Figur 7 dargestellten Hohlfadenlagen/Hohlfadengruppen
sind einmal unstetig gekrümmt, also dachförmig ausgebildet, wobei bei der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform die Hohlfadenlagen/Hohlfadengruppen zwar gegensinnig
jedoch nicht spiegelbildlich gekrümmt sind. Die in Figur 7 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
eignet sich beispielsweise hervorragend für den Gebrauch im Freien, da sie auch bei wechselnden Windrichtungen
eine im wesentlichen gleichbleibende Wärmeübertragungsieistung gewährleistet. Es ist einleuchtend, daß mehrere der in Figur 7
dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auch übereinander angeordnet werden können, wobei auch hier ein entsprechend ausgebildetes System von Steckverbindungen
verwendet werden kann. Es versteht sich weiterhin von selbst, daß durch Änderung der maximalen Auslenkung der Hohlfäden,
wie sie oben definiert wurde, der "Winkel des Dachgiebels" der dachförmig ausgebildeten Hohlfadenschar auf einfache
Weise verändert und den gegebenen Anforderungen angepaßt werden kann.
Bei der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform sind mehrere gleichsinnig stetig gebogene Hohlfadenlagen/Hohlfadengruppen 1
übereinander angeordnet. Die Verteilerrohre 2 und die Sammelrohre 3 jeder Hohlfadenlage/Hohlfadengruppe 1 sind dabei wieder
an eine gemeinsame Zuflußleitung 8 bzw. Abflußleitung 9 angeschlossen.
Auch hierbei können Steckverbindungen benutzt werden, wie sie in den Figuren 2 und 3 bereits beschrieben
wurden.
- 21 -
L J
- 21 - A3GW31989
Im Hinblick auf die bisherige Figurenbeschreibung erübrigt
sich eine weitere ins Detail gehende Beschreibung der Figuren 9 bis 15 bzw. 18, bei denen alle Teile ihren Positionszahlen
entsprechend den Teilen der bisher beschriebenen Figuren entsprechen. Es sei jedoch noch darauf hingewiesen,
daß die in den Figuren 9, 12, 14 und 15 dargestellten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung sich auch für wechselnde Windrichtungen besonders gut eignen, wobei und
dies gilt für alle gezeigten Ausfuhrungsformen - beliebig
viele der gezeigten Ausführungsformen übereinandergestapelt oder nebeneinanderangeordnet werden können.
Bei der in Figur 16 dargestellten Ausführungsform sind insgesamt
3 Austauscheinheiten in Reihe geschaltet, wobei die Hohlfadenlagen jeder Einheit parallel geschaltet sein können,
so wie es in Figur 4 dargestellt ist.
In Figur 17 sind drei erfindungsgemäß ausgebildete Austauscheinheiten
parallel geschaltet, wobei auch hierbei die einzelnen Hohlfadenlagen jeder Austauscheinheit so wie in Figur
dargestellt, parallel geschaltet sein können, jedoch auch in Reihe liegen können.
In den Figuren 7, 10, 11, 12, 13, 14 und 15 wurden zur Vereinfachung
nur die Hohlfäden 1 bzw. Hohlfadenlagen bzw. Hohlfadengruppen
in den unterschiedlichsten Ausgestaltungsformen dargestellt, während die übrigen in der Praxis für das Funktionieren
der erfindungsgemäßen Vorrichtung notwendigen Teile (2; 3; 4; 5; und gegebenenfalls 4a; 4b; 5a; 5b; 6; 7; 8; 9;
10 und 11), wie sie in den übrigen Figuren dargestellt und zuvor beschrieben sind, weggelassen wurden.
- 22 -
L J
- 22 - A3GW31989
Bei der in Figur 19 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wurden sechs Hohlfadengruppen beste»- hend aus je zwei Hohlfadenlagen bzw. -gruppen/ die gegensinnig
und- spiegelbildlich zueinander gekrümmt ausgebildet sind, sternförmig um das gemeinsame Sammelrohr 3 angeordnet. Zwei
solcher Hohlfadengruppen sind beispielsweise in Figur 13 dargestellt, dort jedoch übereinander angeordnet. Jede paarweise
zusammengehörende Hohlfadengruppe mündet in ein gemeinsames Verteilerrohr 2. Alle Verteilerrohre 2 sind durch eine
gemeinsame Zuflußleitung 8 miteinander verbunden, in welche Fluid über den Anschluß 4 eintreten kann. Diese Ausführungsform ist besonders gut für wechselnde ümströmungsrichtung/
Windrichtung geeignet.
L J
- 22 Leerseite
Claims (15)
- PatentansprücheVorrichtung, bei welcher Wärme von einem ersten Fluid auf ein zweites Fluid durch die Wandung von Hohlfaden übertragen wird und bei der die Hohlfaden in gegebenenfalls als Stützrahmen ausgebildete Verteiler- bzw. Sammelrohre münden, welche Anschlüsse für die Fluidzuführung bzw. -ableitung aufweisen und mit welchen die Endabschnitte' der Hohlfäden mittels einer Einbettmasse nach außen flüssigkeitsdicht verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Hohlfäden (1) mindestens einmal stetig oder unstetig gekrümmt oder gebogen ausgebildet ist.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfaden (1) nicht in einer Ebene, sondern in einer räumlich gekrümmten oder gewölbten Fläche liegen.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Auslenkung jedes gekrümmten( l.yO-''J Γ Ό λ. 312CGiF]- 2 - A3GW31989oder gebogenen Hohlfadens (1) ein Zwanzigstel (1/20) bis ein Fünftel (1/5) der Entfernung seiner beiden Enden voneinander beträgt.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Auslenkung ungefähr ein Zehntel der Entfernung der beiden Enden jedes Hohlfadens (1) beträgt.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfäden (1) in mehreren Gruppen übereinander oder nebeneinander angeordnet sind, wobei jede Hohlfadengruppe aus einer oder aus zwei Hohlfadenlagen besteht und die Hohlfadengruppen in einem Abstand voneinander angeordnet sind.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hohlfadengruppe aus zwei Hohlfadenlagen besteht, wobei in jeder Hohlfadengruppe die Hohlfäden (1) der ersten Lage die Hohlfäden (1) der zweiten Lage kreuzen und sich die sich kreuzenden Hohlfaden (1) an den Kreuzungspunkten berühren.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hohlfadenlage bzw. -gruppe ihre eigenen Verteiler- und Sammelrohre (2; 3) für die Fluidzuführung bzw. -ableitung aufweist, welche ihrerseits an eine gemeinsame Zufluß- bzw. Abflußleitung (8; 9) angeschlossen sind.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfadenlagen oder Hohlfadengruppen abwechselnd gegensinnig gekrümmt ausgebildet sind.L - J- 3 - A3GW31989
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfadenlagen bzw. -gruppen durch entsprechend geformte die Hohlfäden (1) wenigstens einer Lage jeder der HöhIfadengruppen kreuzende Stützstäbe (7) abgestützt werden und die Hohlfäden (1) mit den Stützstäben (7) an ihren Berührungspunkten fest verbunden sind.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenabstand zweier benachbarter Hohlfäden (1) das 1/7- bis 10-fache ihres Durchmessers beträgt.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenabstand zweier benachbarter Hohlfäden (1) das 2#5- bis 3,3-fache ihres Durchmessers beträgt.
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand zwischen zwei benachbarten Hohlfäden (1) 0,5 bis 15 mm beträgt.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand zwischen zwei benachbarten Hohlfäden (1) 1 bis 10 mm beträgt.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfäden (1) als Fadenschar zwischen den Verteiler- und Sammelrohren (2; 3) in losen Schlaufen herunterhängen, wobei zur Einhaltung gleichbleibender Hohlfadenabstände quer zu den Hohlfäden (1) verlaufende Abstandshalter (7) angeordnet sind.- 4 - A3GW31989
- 15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfäden (1) porös bzw. mikroporös sind.L J
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