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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft Wärmetauscher für Raumheiz- und Kühlsysteme,
etwa Raumluftkonditioniersysteme, und betrifft insbesondere einen Wärmetauscher
mit Wärmeübergangsrohren und Rippen, von denen jede mit einer Vielzahl von Teilen
ausgebildet ist, die durch Ausführung von Schnitten in den Rippen und durch Anheben
des Materials zum Vorsehen von Schnittanhebungen hergestellt sind Ein bisher verwendeter
Wärmetauscher für ein Raumluftkonditioniersystem enthält: eine Vielzahl von Rippen
mit einer geeigneten Fläche, die aus Aluminium hergestellt sind und jeweils eine
geeignete Anzahl von Wärmeübergangsrohreinsetzöffnungen aufweisen, die mit einem
Abstand der Rippenteilung von einigen Millimetern parallel im Abstand zueinander
angeordnet sind, und Wärmeübergangsrohre, die jeweils in eine der in jeder Rippe
ausgebildeten Wärmeübergangsrohreinsetzöffnungen eingesetzt sind Die Wärmeübergangsrohre
werden durch eine Rohrerweiterungseinrichtung erweitert, die die Wärmeübergangsrohre
in innige Berührung mit den Rippen bringt und sie zu einer einheitlichen Konstruktion
macht. Auf die Enden der benachbarten Wärmeübergangsrohre ist ein U-förmiger Krümmer
aufgesetzt zur Schaffung eines schlangenförmigen Wärmeübergangsrohrkanals. Ein Wärme
-tauschfluid, etwa kaltes Wasser, heisses Wasser oder ein geeignetes Kühlmittel,
strömt durch diesen Kanal, während ein weiteres Wärmetauschfluid, etwa Luft, mit
geeigneter Strömungsgeschwindigkeit in Strömen zwischen den Rippen ausserhalb der
Wärmeübergangsrohre derart strömt, dass ein Wärmeaustausch zwischen den beiden Wärmetauschfluiden
durch die Wärmeübergangsrohrwände und die Rippen stattfindet.
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Auf diese Weise würde eine Strömungsgrenzschicht in den Strömen der
zwischen den Rippen strömenden Luft erzeugt werden
und eine ausgeprägte
Verringerung des Wärmeübergangs in der Grenzschicht stattfinden. Die Dicke dieser
Temperaturgrenzschicht würde vom vorderen Endteil jeder Rippe zum stromab gelegenen
Ende zunehmen. Die Temperaturgrenzschichten, die auf den einander zugewandten Flächen
der Rippen gebildet sind, fallen an einer Stelle zusammen, die geringfügig stromab
des vorderen Endes jeder Rippe liegt, wobei der Wärmeübergang ausgehend von dieser
Stelle nach stromab abnimmt Ein Querstromwärmetauscher mit Rippen und Rohren würde
bei Verwendung von ebenen Rippen den Nachteil haben, dass sein Wärmcübergang durch
die Temperaturgrenzschicht verringert wird, die durch die laminare Luftströmung
auf der Oberfläche jeder Rippe erzeugt wird. Eine Verhinderung der Bildung der Temperaturgrenzschicht
hat eine Erhöhung des durch den Luftstrom erzielten Wärmeübergangs zur Folge.
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Im Hinblick auf diesen Stand der Technik wurden bisher Vorschläge
zur Verbesserung der Form und Anordnung der Rippen gemacht im Hinblick auf die Vermeidung
der Bildung der Temperaturgrenzschicht auf der Oberfläche jeder Rippe.
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Die US-PS 3 397 741 gibt einen Wärmetauscher an, in dem eine Vielzahl
von ebenen Rippengrundplatten jeweils. so jalousieartig angeordnet ist, dass eine
Reihe von geneigten Streifen senkrecht zu einem zwischen defr Rippen strömenden
Luftstrom angeordnet ist. Wenn bei dieser Art von Wärmetauscher der Luftstrom zwischen
einer Vielzahl von seitlich nebeneinander angeordneten Rippen strömt, wird eine
Geschwindigkeit-Temperaturgrenzschicht längs der Oberfläche jeder Rippe gebildet,
deren Wachstum am hinteren Ende jedes Schlitzes so unterbrochen wird, dass- ihre
Dicke auf Grund des Einflusses des Hauptluftstroms beträchtlich. verringert. wird..
Als Ergebnis hat der Schlitz einen hohen Vorderkanteneffekt, bei dem der Luftstrom
durch die Vorderkante des Schlitzes abgeschnitten
wird, in Verbindung
mit einer beträchtlichen Zunahme des Wärmeübergangs gegenüber einem Wärmetauscher
mit ebenen Rippen. Die Schlitze befinden sich in derselben Ebene nahe aneinander.
Auf diese Weise wird eine im vorhergehenden Schlitz gebildete Grenzschicht nicht
vollständig verschwinden, bevor sie das vordere Ende des nächstfolgenden Schlitzes
erreicht, wodurch es für jeden Schlitz unmöglich gemacht wird, den gewünschten Effekt
zu erzielen. Zusätzlich verringert die Anwesenheit der Schlitze die Festigkeit der
Rippen. Dies ergibt nicht nur ein durch Erhöhen der Produktivität schwer zu vermeidendes
Problem, sondern macht auch eine Dickenverringerung der Rippen unmöglich.
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Das japanische Gebrauchsmuster 17867/78 zeigt einen Wärmetauscher
mit gewellten Rippengrundplatten, von denen jede mit erhöhten und vertieften Bereichen
versehen ist, die abwechselnd senkrecht zur Strömung eines Luftstroms angeordnet
sind. Dieser Wärmetauscher hat eine Vielzahl von Schlitzen, die in derselben Richtung
wie die erhöhten und erniedrigten Bereiche angeordnet sind und sich über der Rippengrundplatte
parallel hierzu befinden. In Verbindung mit dem durch die Schlitze erzielten Vorderkanteneffekt
hat die turbulenz fördernde Wirkung der gewellten Rippengrundplatten dieser Wärmetauscherart
einen verbesserten Wärmeübergang.
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Im Hinblick darauf jedoch, dass die Wellungen jeder Rippengrundplatte
sehr gross sind, hat eine Grenzschicht in jedem erniedrigten Bereich der Rippe eine
zu kleine Dicke, um eine zufriedenstellende Erhöhung des Wärmeübergangs zu ermöglichen.
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Die Schlitze selbst sind eben, so dass eine Dickenverringerung sie
äusseren Einflüssen aussetzen und einen Produktivitätsabfall verursachen würde.
Somit ist es unmöglich, die Dicke der Rippen stark zu verringern. Die gewellten
Rippengrundplatten hätten den zusätzlichen Nachteil eines vermehrten Arbeitsschritts
und erhöhter Produktionskosten.
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Ein in der japanischen.Offenlegungsschrift 3508/80 angegebener Wärmetauscher
enthält Rippen, die durch Einschneiden jeder Rippengrundplatte gebildet sind zur
Bildung einer Vielzahl von dachförmigen Streifen, die auf der Oberfläche der Rippengrundplatte
derart brückenförmig angeordnet sind, dass die aneinander grenzenden dachförmigen
Streifen, gemessen von der Oberfläche der Rippengrundplatte, in ihren Höhen voneinander
abweichen. Diese Art von Wärmetauscher hat den Nachteil, dass der auf der Oberfläche
jeder Rippe strömende Luftstrom turbulent und zufällig wird, so dass der Wirkungsgrad,
mit dem der Wärmeaustausch zwischen den Rippen und dem Luftstrom stattfindet, zunimmt.
Zusätzlich wird die Festigkeit der Rippen auf rund der dachförmigen Streifen erhöht,
die durch Einschnciden jeder Rippengrundplatte gebildet sind. Diese Wärmetauscherart
hat jedoch den Nachteil, dass trotz der Erhöhung des Wärmetauschwirkungsgrads die
für den Betrieb benötigte Energie und der Geräuschpegel auf Grund eines dem Luftstrom
entgegengesetzten Widerstands ansteigen. Da die durch Einschneiden jeder Rippengrundplatte
gebildeten dachförmigen Streifen sich auf einer Seite der Rippen befinden, kann
auch die Festigkeit der Rippen nicht im erwarteten Mass erhöht werden.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Wärmetauschers, der
die angegebenen Nachteile des Standes der Technik vermeidet, Rippen erhöhter Festigkeit
sowie eine hohe Produktivität hat und der die Zunahme des Wärmeübergangs bezüglich
eines erhöhten Widerstands gegenüber dem Luftstrom optimiert.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch den Gegenstand
des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das herausragende Merkmal der Erfindung besteht darin, dass eine willkürlich
gewählte Anzahl von Schnitten in einer plattenförmigen Rippengrundplatte zwischen
benachbarten Wärmeübergangsrohren ausgeführt sind, die in einer Reihe von Rohren
angeordnet sind. Dies dient zur Bildung kleiner dachförmiger Streifen, von denen
jeder in Form einer Brücke angeordnet ist, die senkrecht zum Luftstrom zwischen
den Rippen verläuft. Die benachbarten dachförmigen Streifen unterscheiden sich voneinander
in der Höhe der Seitenkante. Der Winkel e jedes dachförmigen Streifens gegenüber
der Richtung der Rippengrundplatte (oder der Winkel jedes dachförmigen Streifens
gegenüber einem Luftstrom zwischen den Streifen), die Höhe h der Seitenkante eines
neben einem weiteren dachförmigen Streifen angeordneten dachförmigen Streifens und
die Teilung P der Rippen genügen folgenden Beziehungen: 2h/P = 0,3 - 1 und e 150.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Schrägansicht des Wärmetauschers nach
einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 eine Draufsicht einer Rippengrundplatte
vor Ausbildung zu einer Rippe; Fig. 3 einen Schnitt III-III in Fig. 2; Fig. 4 und
5 eine draufsicht bzw. einen Schnitt in Erläuterung der Verfahrens~aSzittebei der
Herstellung einer Rippe; Fig. 6 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Ripper Fig.
7 einen Schnitt VII-VII in Fig. 6;
Fig. 8 einen Schnitt der Anordnung
der Rippen von Fig. 1; Fig. 9 ein Diagramm mit einer Darstellung des Wärmetauschers
gemäss einer Ausführungsform der Erfindung von Fig. 1 bis 8 im Vergleich mit Wärmetauschern
nach dem Stand der Technik bezüglich des Wärmeübergangs; Fig.10 ein Diagramm zur
Erläuterung der Eigenschaften der Ausführungsform von Fig. 1 bis 8; Fig.11 bis 14
Ansichten zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig.
11 ein Schnitt zur Erläuterung des Verfahrensschritts zur Herstellung einer Rippe,
Fig. 12 eine Draufsicht einer Rippe, Fig. 13 ein Schnitt XIII-XIII in Fig. 12 und
Fig. 14 ein Schnitt der gegenseitigen Anordnung von Rippen sind; Fig.15 bis 17 Ansichten
einer weiteren Ausführungsform, wobei Fig. 15 eine Draufsicht einer Rippe, Fig.
16 ein Schnitt XVI-XVI in Fig. 15 und Fig. 17 ein Schnitt der gegenseitigen Anordnung
der Rippen sind; Fig.18 bis 20 Ansichten zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung, wobei Fig. 18 eine Draufsicht einer Rippe, Fig. 19 ein Schnitt XIX-XIX
in Fig. 18 und Fig. 20 ein Schnitt der gegenseitigen Anordnung der Rippen sind.
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Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Wärmetauschers nach der Erfindung,
bei dem Rippen 1 mit einer geeigneten Fläche etwa sus Aluminium hergestellt sind.
Jede Rippe hat eine Vielzahl von dachförmigen Streifen 3, die in Reihen auf gegenüberliegenden
Seiten von jedem einer Vielzahl von Wärmeübergangsrohren 2 angeordnet sind. Es ist
eine Vielzahl
von Rippen 1 vorgesehen, die mit einer Teilung oder
einem Abstand von einigen Millimetern angeordnet sind Die Rippen haben beiderseits
ihrer Anordnung Seitenplatten 4. Die Rippen 1 sind jeweils mit Wärmeübergangsrohreinsetzöffnungen
versehen, von denen jedes ein Wärmeübergangsrohr 2 aufnimmt, das durch eine Rohrerweiterungseinrichtung
in innige Berührung mit den Rippen 1 erweitert wird. Die Wärmeübergangsrohre 2 sind
durch U-förmige Krümmer 5 an ihren entgegengesetzten Enden miteinander verbunden
zur Bildung eines schlangenförmigen Wärmeübergangsrohrkanals mit einem Einlassteil
2a und einem Auslassteil 2b.
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Ein geeignetes Kühlmittel, kaltes oder heisses Wasser, wird durch
den Einlassteil 2a in die Wärmeübergangsrohre 2 eingeführt und durch den Auslassteil
2b daraus entleert. Ein weiteres Wärmetauschfluid, normalerweise Luft, strömt zwischen
den Rippen 1 mit einer geeigneten Strömungsgeschwindigkeit in Richtung eines Pfeils
A derart, dass ein Wärmetausch zwischen den beiden Fluiden durch die Rohrwände und
die Rippen stattfindet.
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Die mit einer Vielzahl von dachförmigen Striefen 3 versehenen Rippen
1 werden im folgenden erläutert. Fig. 2 und 3 zeigen eine ebene Rippengrundplatte
6, die mit dem Wärmetauscher von Fig. 1 verwendet wird. Die Rippengrundplatte 6
ist mit einer willkürlich gewählten Anzahl von Wärmeübergangsrohreinsetzöffnungen
8 versehen, von denen jede einen Bund 7 zur Aufnahme eines der Wärmeübergangsrohre
2 aufweist. Die Wärmeübergangsrohreinsetzöffnungen 8 sind in einer Vielzahl von
Reihen ausgebildet und gegenüber denjenigen benachbarter Reihen versetzt angeordnet.
Gemäss Fig. 4 ist -in jedem ebenen Teil der Rippengrundplatte 6 zwischen den Öffnungen
8 eine Vielzahl von Einschnitten 9 ausgebildet, die eine Reihe bildet und senkrecht
zur Strömung > des Fluids durch den Wärmetauscher zwischen den Rippen 1 ausgerichtet
ist. Hierdurch wird eine Vielzahl von Streifen 10a bis 10n gebildet.
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Die mit den kleinen Streifen 10a bis iOn versehene Rippengrundplatte
wird gemäss Fig. 5 zwischen eine obere Form 11 mit Formgliedern 11a bis lin von
umgekehrter Dachform mit derselben Breite wie die kleinen Streifen 10a bis iOn und
eine untere Form 12 von Dachform mit derselben Breite wie die kleinen Streifen 10a
bis 10n eingesetzt. Die Formteile 11a bis lin und 12a bis 12n der oberen Form 71
und der unteren Form 1 2 können nach unten bzw. oben bewegt werden und befinden
sich in gegebenen Höhen.Durch Verwendung der oberen Form 11 und der unteren Form
12 mit Gliedern unterschiedlicher Höhe wird die Rippengrundplatte 6 zur Bildung
der eingeschnittenen Streifen 10a bis 10n gepresst, wobei zur Anordnung der Streifen
10a bis iOn in Brückenform das Material der Rippengrundplatte 6nach oben und unten
gedrückt wird. Durch Pressen der Rippengrundplatte 6 in dieser Weise werden die
eingeschnittenen Streifen 10a bis 1On zu dachförmigen Streifen 14a bis 14n mit einem
stumpfen Winkel-und Längsrippen 13a bis 13n gebildet. Seitenkanten 15 und 15b benachbarter
dachförmiger Streifen 14a und 1-4b zum Beispiel unterscheiden sich in der Höhe,.wobei
sich auch deren Rippen 13a und 13b in ihrer Höhe unterscheiden, vgl. Fig. 6 und
7. Die Höhen der dachförmigen Streifen 14a bis 14n oder die Höhen der Rippen 13a
bis 13n, die sie auf Grund des Pressens der Rippengrundplatte 6 in der obigen Weise
erreichen, sind gemäss den strichpunktierten Linien in Fig. 8 so beschaffen, dass
die Vielzahl der auf den Rippengrundplatten ausgebildeten dachförmigen Streifen
insgesamt in Form von Wellen angeordnet ist, wenn eine Vielzahl von Rippen zu einem
Wärmetauscher zusammengebaut wird.
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Bei der dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsform haben
die Streifen 14a bis 14n dieselbe Dachform. Die Erfindung ist aber nicht auf diese
spezielle Form der Streifen beschränkt. Die Gestalt der dachförmigen Streifen kann
zweckmässig variiert werden zur Anpassung an die speziellen BcciillcJungen eises
zwischen den Rippen strömenden Luftstroms.
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Durch diese konstruktive Anordnung kann eine Verbesserungder Wärmeübergangsleistung
der Rippen erzielt werden.
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Im folgenden wird der Betrieb eines Ouerstromwärmetauschers mit Rippen
und Rohren unter Verwendung der Rippen nach der obigen Konstruktion beschrieben.
Wenn ein Luftstrom in Richtung der Pfeile A in Fig. 8 in den Wärmetauscher strömt,
wird die Temperaturgrenzschicht des längs jeder Rippe strömel1-den Fluids vor dem
Wachsen in Stücke geschnitten, da die dachförmigen Streifen 14a bis 14n im wesentlichen
senkrecht zur Richtung der Pfeile A angeordnet sind. Auch wird die längs jedes dachförmigen
Streifens 14a bis 14n im Wachsen begriffene Temperaturgrenzschicht daran gehindert,
auf der stromab gelegenen Seite zu einer Ganzheit anzuwachsen, und zwar auf Grund
der Rippen 13a bis 13n, von denen sich jede in der Mitte eines. der dachförmigen
Streifen 14a bis 14n befindet. Dies bewirkt, dass das Fluid, das zwischen den Rippen
zur Ausführung des Wärmetauschs mit dem durch den Wärmeübergangsrohrkanal strömenden
Fluid strömt, in zufälliger Turbulenz strömt, wodurch der Wirkungsgrad stark erhöht
wird, mit dem der Wärmetausch zwischen den Rippen und dem Wärmetauschfluid stattfindet.
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Auf diese Weise kann der Wärmetauscher nach der Erfindung im wesentlichen
den gesamten Vorderkanteneffekt ausnutzen, der durch das vordere Ende der eingeschnittenen
Erhöhungen erzielt wird,und kann gleichzeitig den Wärmeübergang stark dadurch erhöhen,
dass das Wachstum einer Temperaturgrenzschicht verhindert wird, die sonst längs
der eingeschnittenen Erhöhungen wachsen. würde, was auf Grund der dachförmigen Streifen
der speziellen konstruktiven Anordnung erfolgt.
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Bei dem dargestellten und oben beschriebenen Wärmetauscher nach der
Erfindung sind die Rippen an ihren Teilen in Nähe der Wärmeübergangsrohre eben,
so dass der Druckabfall des
längs dieser Rippenteile strömenden
Fluids merklich verringert werden kann. Die Anordnung, durch die die dachförmigen
Streifen über und unter die Rippengrundplatte ragen, ermöglicht es diesen Streifen
auch, als dreidimensionale Struktur so zu arbeiten, dass die Festigkeit der Rippen
in Richtung der Rohrreihen stark erhöht werden kann. Somit kann die Dicke der Rippen
ohne Herabsetzung ihrer Festigkeit herabgesetzt werden, so dass die hergestellten
Rippen leicht gehandhabt werden können und die Wirtschaftlichkeit, mit der die Rippen
hergestellt werden kann, erhöht werden kann.
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Fig. 9 zeigt den Wärmeübergang der Ausführungsform des Wärmetauschers
nach der Erfindung im Vergleich mit denjenigen von Wärmetauschern nach dem Stand
der Technik. In der Figur stellen dar: eine ausgezogene Linie B, eine gestrichelte
Linie C1, eine strichpunktierte Linie C2 mit einem Punkt und eine strichpunktierte
Linie C3 mit zwei Punkten den Wärmetauscher nach der Erfindung, einen Wärmetauscher
mit gewellten Rippen nach dem Stand der Technik, einen Wärmetauscher mit ebenen
Rippen mit einer Vielzahl von eingeschnittenen Erhebungen bzw.
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einen Wärmetauscher mit gewellten Rippen mit einer Vielzahl von eingeschnittenen
Erhebungen. In der Figur ist deutlich erkennbar, dass der Wärmetauscher nach dieser
Ausführungsform der Erfindung einen stark verbesserten Wirkungsgrad hat.
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Wie oben, hat der Wärmetauscher dieser Ausführungsform zusätzlich
zum Vorderkanteneffekt den Effekt einer Förderung der turbulenten Strömung eines
Luftstroms auf Grund der dachförmigen Streifen 14a bis 14n. Es ist in Betracht zu
ziehen, dass die turbulenzfördernde Wirkung nicht nur eine Zunahme des Wärmeübergangs
a, sondern auch eine Zunahme des Druckverlusts AP eines zwischen den Rippen strömenden
Fluids hervorbringt. Wenn der Wärmetauscher in Betrieb ist, gibt es für gewöhnlich
zulässige. Grenzen für die Energie, die zum Antrieb eines Gebläses erforderlich
ist, das den Luftstrom durch den Wärmetauscher strömen lässt, und für das durch
den
Wärmetäuscher erzeugte Geräusch. Dies sollte zur optimalen
Auslegung des Wärmetauschers in Betracht gezogen werden.
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Die unmittelbar auf den Wärmeübergang und den Druckabfall bezogenen
Faktoren sind bei der Erfindung der Winkel e der dachförmigen Streifen 14a bis 14n
und die Höhe h der Seitenkanten 15a bis 15n, vfl. Fig. 8. Durch Verändern von e
und h werden der Wärmeübergang und auch der Druckabfall verändert. Somit kann durch
Wählen geeigneter Werte für den Winkel e und die Höhe h das Verhältnis einer Zunahme
des Wärmeübergangs zu einer Zunahme des dem Durchtritt eines Luftstroms entgegengesetzten
Widerstands oder a/ ßP zu optimieren. Fig. 10 zeigt das Verhältnis α/ #P in
Beziehung zum Winkel e und zur Höhe h, wobei e = O und h = O als Bezug verwendet
werden.
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Das Verhältnis einer Zunahme des Wärmeübergangs a zu einer Zunahme
des durch den Durchtritt eines Luftstroms entgegengesetzten Widerstands oder (α/
#P/(αo/ #Po), das in Fig. 10 dargestellt ist, gibt an, dass, je grösser dieses
Verhältnis ist, umso grösser die Zunahme des Wärmeübergangs als die Zunahme des
Widerstands ist, der dem Durchtritt eines Luftstroms entgegengesetzt wird. Dies
zeigt, dass die Rippen mit einem hohen Wert für dieses Verhältnis sich zur Verwendung
bei einem Wärmetauscher eignen.
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Aus Fig. 10 ist ersichtlich, dass beim Verhältnis (α/#P)/(αo/#Po)
< 2 das Verhältnis von a zu " P plötzlich klein wird. Dies kommt davon, dass
QP seinen Wer-t plötzlich erhöht, wenn der Winkel e der dachförmigen Streifen 14a
bis 14n in einem Bereich von 15Q bis 180 liegt und dass eine Verringerung des Werts
von m gross wird, wenn 2 h/P unter 0,3 liegt. Somit sollten die Rippen so geformt
sein, dassdie Form der dachförmigen Streifen gleichzeitig den beiden Beziehungen
Oo e 150 und 0,3 < 2h/P < 1 genügt.
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In dem Bereich, in dem 0° # # # 15° und 0,3 # 2 h/P # 1
erfiillt
sind, werden das Verhältnis (a/ P)/(aO/ SPO.) 2 2 und der Wärmeübergang a stark
erhöht, so dass die Aufgabe der Erfindung gelöst werden kann.
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Wenn die Energie für den Antrieb eines Gebläses und das Wärmeübergangsverhalten
des Wärmetauschers beim Betrieb des Wärmetauschers in Betracht gezogen, so ist es
um so besser, je grösser das Verhältnis (α/#P)/(αo/#Po) ist. Es kann
somit gesagt werden, dass die Gestalt der Rippe mit einem Bereich, der gleichzeitig
den Beziehungen 0° # # # 10° und 0,4 < 2 h/P ( 0,9 genügt, mehr zur bevorzugen
ist als ein Bereich zur Erzielung von (α/#P)/(αo/#Po) = 2,1.
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Der am meisten zu bevorzugende Bereich genügt (α/#P)/αo/#Po)
0 0 < 2,3. In diesem Fall sind die Rippen so geformt, dass O t e 4 70 und 0,5
4 2 h/P ( 0,75, wobei das Verhältnis a/b P einen maximalen Wert hat.
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Bei der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform haben alle
dachförmigen Streifen 14a bis 14n dieselbe Form.
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Die Form dieser Streifen kann aber von einem zum anderen Streifen
variiert werden zur Anpassung an den Zustand eines zwischen den Rippen strömenden
Luftstroms, solange den beiden obigen Beziehungen genügt ist.
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Fig. 11 bis 14 zeigen eine weitere Ausführungsform des Wärmetauschers
nach der Erfindung. Die in den Zustand von Fig. 4 gebrachte Rippengrundplatte 6
wird zwischen eine obere Form 11A und eine unsere Form 12A eingesetzt, wobei die
kleinen Streifen 10a bis 1On durch Pressen dazu gebracht werden, dass sie ausgehend.
von der Rippengrundplatte 6 nach oben und unten ragen zur Bildung einer Rippe mit
dachförmigen Streifen. In der oberen Form 11 und der unteren Form 12 sind an deren
gegenüberliegenden Enden angeordnete Formglieder 11A1, 11An und 12A1, 12An im Querschnitt
eben, während der Rest der Formglieder im Querschnitt dachförmig ist, vgl. Fig.
5. Durch
diese konstruktive Merkmal ist die durch Pressen hergestelle
Rippe in ihrem Seitenteil 16 und ihrem Mittelteil 17 gemäss Fig. 12 und 13 eben,
während die Streifen zwischen dem Seitenteil 16 und dem Mittelteil 17 der Rippengrundplatte
6 dachförmig sind, wie diejenige der Ausführungsform von Fig. 6 und 7. Auch bei
dieser Ausführungsform können dieselben Wirkungen wie beim Betrieb der Ausführungsform
von Fig. 1 bis 8 erzielt werden durch Erfüllen der genannten Beziehung zwischen
dem Winkel e der dachförmigen Streifen und der Höhe h der Seitenkanten der Streifen.
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Fig. 5 bis 17 und 18 bis 20 zeigen weitere Ausführungsformen des Wärmetauschers
nach der Erfindung. Bei diesen Ausführungsformen wird die Rippengrundplatte 6 durch
Pressen mit zwei dachförmigen Streifen geformt, wobei sich ein dachförmiger Streifen
in Brückenform von der Rippengrundplatte 6 aus nach oben bzw. unten erstreckt. Die
dachförmigen Streifen sind insgesamt gemäss Fig. 17 und 20 abgestuft angeordnet.
Diese Ausführungsformen unterscheiden sich in diesem Punkt von den vorhergehenden
Ausführungsformen.
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Bei den in Fig. 15 bis 17 bzw. 18 bis 20 gezeigten Ausführungsformen
ist die Beziehung zwischen dem Winkel e der dachförmigen Streifen und der Höhe h
der Seitenkanten benachbarter Streifen dieselbe wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen
beschrieb en. Diese Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass die Merkmale
der Erfindung ihre volle Wirkung entfalten, wenn die Rippenteilung B gross ist.
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Die Ausführungsformen von Fig. 15 bis 17 und Fig. 18 bis 20 unterscheiden
sich voneinander dadurch, dass bei der ersteren der Seitenkantenteil 16 der Rippengrundplatte
6 und deren Mittelteil 17 mit dachförmigen Streifen versehen sind, während sie bei
letzterer Ausführungsform eben sind. In anderer Hinsicht bestehen keine Unterschiede
zwischen den beiden Ausführungsformen. Wenn die Rippenteilung P erhöht wird, hat
die Anordnung, durch die die dachförmigen Streifen insgesamt stufenförmig angeordnet
ist, besondere Wirkungen
beim Halten der Rippen in der angegebenen
Gestalt und beim Erzielen der vollen durch die Merkmale der Erfindung geschaffenen
Wirkungen.
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Wenn somit die Rippenteilung P gross wird, können die durch die Erfindung
geschaffenen Wirkungen vollständig erzielt werden durch Ausbilden von dachförmigen
Streifen mit unterschiedlichen Höhen, die sich ausgehend von der Rippengrundplatte
6 nach oben und unten erstrecken, und durch Anordnen der dachförmigen Streifen mit
derselben Höhe wie die Rippengrundplatte 6 und auch der angegebenen dachförmigen
Streifen mit unterschiedlichen Höhen insgesamt wellen- oder stufenförmig.
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Aus der Beschreibung ist ersichtlich, dass die Erfindung eine Optimierung
des Verhältnisses einer Erhöhung des Wärmeübergang zu einer Erhöhung des dem Durchtritt
eines Luftstroms entgegengesetzten Widerstands ermöglicht und eine Verbesserung
der Produktivität des Wärmetauschers durch Erhöhung der Festigkeit der Rippen gestattet,
so dass eine verringerte Dicke einer Rippe erzielt werden kann.