DE496733C

DE496733C - Finned tube heat exchange device with ribs made from sheet metal of the same thickness everywhere

Info

Publication number: DE496733C
Application number: DEJ35894D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-10-27
Filing date: 1928-10-27
Publication date: 1930-04-24

Description

Rippenrohr-Wärmeaustauschvorrichtung mit aus Blech von überall gleicher Dicke hergestellten Rippen Die Erfindung betrifft Wärmeaustauschvorrichtungen, bei denen die wärmeaustauschende Fläche im wesentlichen aus Rippen besteht, die an Rohre oder Kanäle, welche das eine der wärmeaustauschenden Mittel führen, wärmeleitend angeschlossen sind. Vorteilhaft erhalten die Rippen in Anpassung an den Wärmefluß eine nach der Kanalwand hin zunehmende Wandstärke. Bei Herstellung der Rippen aus Blech ka= diese an sich erwünschte Formgestaltung aus wirtscbaftlichen Gründen im allgemeinen nicht Verwendung finden, da die Beschaffung ungleichmäßig dicken Bleches zu umständlich und teuer wäre. In dem gleichmäßig dicken Blech der Rippen ergibt sich nun, wenn man nicht übermäßig hohe Blechstärken verwenden will, von der Kanalwand zu den weiter davon entfernten Teilen ein hohes Temperaturgefälle, das einen erheblichen Teil des Gesamttemperaturgefälles (Unterschied der Temperaturen der beiden wärmeaustauschenden Mittel) ausmacht; dadurch wird die Leistung der Wärmeaustauschvorrichtung je Einheit der Austauschfläche stark herabgesetzt.Finned tube heat exchange device with sheet metal from everywhere the same Thick Manufactured Ribs The invention relates to heat exchange devices where the heat exchanging surface consists essentially of fins attached to tubes or channels, which conduct one of the heat exchanging means, conductively are connected. The ribs are advantageously adapted to the heat flow a wall thickness increasing towards the canal wall. When making the ribs off Sheet metal ka = this shape, which is desirable in itself, for economic reasons generally not used because the procurement of unevenly thick sheet metal would be too cumbersome and expensive. In the evenly thick sheet of ribs results Now, if you do not want to use excessively thick sheet metal, move away from the duct wall to the more distant parts there is a high temperature gradient, which creates a considerable Part of the total temperature gradient (difference in the temperatures of the two heat-exchanging Means); this increases the performance of the heat exchange device per unit the exchange area is greatly reduced.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, bei solchen Rippen-Wärmeaustauschern mit verhältnismäßig dünnen Rippen eine höhere Übertragungsleistung zu erzielen. Es ist -bekannt, die spezifische Leistung von Wärmeaustauschern dadurch zu erhöhen, daß man die Austauschflächen mit Ausprägungen oder mit besonders aufgesetzten oder in Zwischenräume der Austauschflächen eingefügten Hindernissen versieht, die das an der Austauschfläche entlangströmende Mittel in Wirbelung versetzen und gegen die Austauschfläche drängen. Bei Rippenrohr-Wärmeaustauschern hat man zu diesem Zweck die Rippen mit radial zum Rohr angeordneten wellenartigen Prägungen versehen. Eine solche Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die in der Strömungsrichtung des zwischen den Rippen strömenden Mittels weiter hinten liegenden Ausprägungen das Mittel vom Rohr ablenken. Dies ist aber besonders nachteilig, da gerade die in der Strömungsrichtung hinten liegende Seite des Rohres von dem strömenden Mittel ohnehin kaum berührt wird und ein noch verstärktes Ablenken der Strömung die Wärmeübertragungswirkung weiter verschlechtern muß.The invention has for its object in such finned heat exchangers to achieve a higher transmission capacity with relatively thin ribs. It is known to increase the specific performance of heat exchangers by that the exchange surfaces with characteristics or with specially attached or obstacles inserted in the spaces between the exchange surfaces, which the Set the means flowing along the exchange surface into vortex and counteract crowd the exchange area. With finned tube heat exchangers you have to do this Purpose the ribs are provided with wave-like embossments arranged radially to the tube. However, such an arrangement has the disadvantage that in the flow direction of the medium flowing between the ribs further back deflect the agent from the pipe. But this is particularly disadvantageous, because just the downstream side of the pipe from the flowing medium in the direction of flow is hardly touched anyway and an even stronger deflection of the flow increases the heat transfer effect must continue to deteriorate.

Nach der Erfindung wird bei einer Rippenrohr-Wärmeaustauschvorrichtung mit aus Blech von überall gleicher Dicke hergestellten Rippen dadurch eine höhere Übertragungsleistung erzielt, daß das zwischen den Rippen strömende Mittel (in der Regel Luft oder andere Gase) in seiner Strömung so beeinflußt wird, daß es von den von den Rohren weiter entfernten Stellen möglichst abgelenkt und dafür in verstärktem Maße den günstigeren in der Nähe der Rohre gelegenen Stellen der Rippen und der Rohrwand selbst zugeführt wird. Um dies zu erreichen, werden die Rippen mit Ausprägungen versehen, die so gestaltet und verteilt sind, daß sie den Durchtrittsquerschnitt zwischen den Rippen an den von den Rohren weiter entfernten Stellen verringern, so daß das zwischen den Rippen strömende Mittel wegen der an diesen Stellen herrschenden Drosselung von diesen Drosselungsstellen nach den in der Nähe der Rohre liegenden Stellen abgelenkt wird.According to the invention, in a finned tube heat exchange device with ribs made from sheet metal of the same thickness everywhere, this results in a higher one Transmission performance achieved that the medium flowing between the ribs (in the Usually air or other gases) is influenced in its flow in such a way that it is influenced by the distracted from the pipes as far as possible and reinforced Measure the more favorable places of the ribs and the Pipe wall itself is supplied. To do this, be the Ribs provided with expressions that are designed and distributed so that they Passage cross-section between the ribs on those further away from the pipes Reduce places so that the medium flowing between the ribs because of the these points prevailing throttling from these throttling points to the in is deflected in places close to the pipes.

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes; dabei ist Abb. i eine Wärmeaustauschvorrichtung im Schnitt gemäß Linie I-I der Abb. a mit Aufsicht auf die Rippenfläche.The drawing shows some exemplary embodiments of the subject matter of the invention; Fig. i is a heat exchange device in section along line I-I of Fig. a with top view of the rib surface.

Abb. a ist ein Schnitt längs der Kanäle gemäß der Linie II-II der Abb. i.Fig. A is a section along the channels along line II-II of FIG Fig.i.

Abb. 3 ist ein Schnitt senkrecht dazu gemäß Linie III-III der Abb. i.Fig. 3 is a section perpendicular thereto along line III-III of Fig. i.

Abb. 4 zeigt eine weitere Ausbildungsform in Aufsicht auf die Rippe.Fig. 4 shows another form of training in a plan view of the rib.

Abb. 5 bis 8 zeigen in vergrößertem Maßstabe verschiedene Ausbildungsformen der Rippenausprägungen.Figs. 5 to 8 show various forms of training on an enlarged scale the rib characteristics.

Die Wärmeaustauschvorrichtung nach Abb. i bis 3 besteht aus den in Richtung des zwischen den Rippen strömenden Mittels hintereinanderliegenden Rohren i, die in zwei Reihen nebeneinander angeordnet und über welche die Rippen a übergeschoben sind. Rippen und Rohre sind wärmeleitend, z. B. durch Lötung miteinander verbunden. Die Rippen tragen Ausprägungen 3, 4, 5, die eine solche Lage und einen solchen Verlauf haben, daß sie das in Richtung der Pfeile a zwischen die Rippen eingeführte Mittel im Sinne der Pfeile b von den weiter entfernten Stellen zu den den Rohren i benachbarten Stellen der Rippenfläche und zu den Rohren selbst hinleiten.The heat exchange device according to Fig. I to 3 consists of the in Direction of the medium flowing between the ribs one behind the other i, which are arranged in two rows side by side and over which the ribs a are pushed are. Ribs and tubes are thermally conductive, e.g. B. connected to one another by soldering. The ribs have expressions 3, 4, 5, which have such a position and such a course have that they have introduced the means in the direction of arrows a between the ribs in the direction of the arrows b from the more distant points to those adjacent to the tubes i Place the rib surface and lead to the tubes themselves.

Während nach Abb. i die Ausprägungen auch an den äußeren Rippenflächen vorgesehen sind, zeigt Abb. 4 eine Rippe a, bei der die Ausprägungen 6 nur auf den zwischen den Rohren i liegenden Teilen der Rippenfläche angeordnet sind.While according to Fig. I, the characteristics also on the outer rib surfaces are provided, Fig. 4 shows a rib a, in which the expressions 6 only on the parts of the rib surface lying between the tubes i are arranged.

Die Ausprägungen sind etwas niedriger als der gegenseitige Rippenabstand, so daß das zwischen den Rippen strömende Mittel auch über die Ausprägungen hinwegströmen kann. Es erfährt auf diesem Wege indessen eine Drosselung, so daß die Hauptströmung im Sinne der Pfeile b (Abb. i und q.) erfolgt. Liegen die Ausprägungen aller Rippen an genau gleicher Stelle, so ist die Drosselung des überströmens, wie Abb. 5 zeigt, verhältnismäßig gering. Eine stärkere Drosselung läßt sich erreichen, wenn die Ausprägungen oder sonstigen Hindernisse gemäß Abb.6 in der Strömungsrichtung des Mittels gegeneinander versetzt werden.The characteristics are slightly lower than the mutual distance between the ribs, so that the medium flowing between the ribs also flows over the expressions can. In this way, however, it is throttled, so that the main flow takes place in the direction of arrows b (Fig. i and q.). Are the expressions of all ribs at exactly the same point, the overflow is throttled, as shown in Fig. 5, relatively low. A stronger throttling can be achieved if the characteristics or other obstacles according to Figure 6 in the direction of flow of the agent against each other be moved.

Die Drosselung kann gemäß Abb. 7 auch in der Weise erfolgen, daß abwechselnd eine glatte Rippe io und ,eine Rippe i i mit auf beiden Seiten angeordneten Hindernissen, z. B. in Gestalt dicht aufeinanderfolgender, nach entgegengesetzten Seiten gerichteter Ausprägungen, an die Kanäle angeschlossen sind. An Stelle einfacher Ausprägungen können auch aus dem Rippenblech herausgestanzte Lappen gemäß Abb. 8 Verwendung finden.The throttling can also be done alternately according to Fig. 7 a smooth rib io and, a rib i i with obstacles on both sides, z. B. in the form of closely spaced, directed towards opposite sides Characteristics to which the channels are connected. Instead of simple expressions tabs punched out of the ribbed plate can also be used as shown in Fig. 8.

Schließlich können die Hindernisse auch noch so gestaltet sein, daß die von ihnen verursachte Drosselung mit der Entfernung von den Kanälen zunimmt, indem sie beispielsweise an den weit entfernten Stellen höher sind oder eine andere, höheren Widerstand bietende Formgebung besitzen als an den den Kanälen benachbarten Stellen. Ein Beispiel hierfür zeigt Abb. a, wonach die in Ansicht gezeichnete Rippengruppe Ausprägungen 3', 4@a 5@ aufweist, deren Höhe nach den Kanälen hin abnimmt.Finally, the obstacles can also be designed in such a way that the throttling they cause increases with distance from the ducts, for example by being higher at the distant points or having a different, higher resistance shape than at the points adjacent to the ducts . An example of this is shown in Fig. A, according to which the group of ribs drawn in view has expressions 3 ' , 4 @ a 5 @, the height of which decreases towards the channels.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Ribbed tube heat exchange device with ribs made of sheet metal of the same thickness everywhere, which are provided with embossments for the medium flowing between them, characterized in that the embossments are designed and distributed in such a way that they the penetration cross-section between the ribs on the von- the tubes further away. z. Heat exchange device according to claim i, characterized in that the characteristics of two mutually opposite ribs are offset from one another in the direction of the medium flowing between the ribs (Fig. 6). 3. Heat exchange device according to claim i, characterized in that smooth ribs (io) and ribs (ii) with obstacles arranged on both sides alternately - follow one another (Fig. 7). . 4. finned tube heat exchange device according to claim i, characterized in that the depth of the manifestations increases finite with the distance from the tubes.