DE507927C

DE507927C - Heat exchange device with heating ribs or lamellae used for heat transfer

Info

Publication number: DE507927C
Application number: DEA55149D
Authority: DE
Original assignee: CARL BAMBERG FRIEDENAU; Askania Werke AG
Current assignee: CARL BAMBERG FRIEDENAU; Askania Werke AG
Priority date: 1928-08-23
Filing date: 1928-08-23
Publication date: 1930-09-22

Description

in Dessauin Dessau

oder Lamellenor slats

Es sind bereits Wärmeaustauschvorrichtungen bekannt, bei denen zur Wärmeübertragung Heizrippen oder Lamellen dienen, die über ihre ganze Ausdehnung gleichen Querschnitt und gleiche Stärke besitzen und in gleichmäßiger Entfernung voneinanderliegen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Wärmeübergang zwischen dem zu erwärmenden und dem die Wärme abgebenden Medium infolge der geringer werdenden Temperaturdifferenzen in der Strömungsrichtung des letzteren abnimmt, so daß die Wärmeübertragung an den Heizrippen ungleichmäßig ist.There are already known heat exchange devices in which for heat transfer Heating ribs or lamellas are used that have the same cross-section and the same thickness over their entire extent and be equidistant from each other. This arrangement has the disadvantage that the heat transfer between the medium to be heated and the medium which emits the heat as a result of the decreasing Temperature differences in the direction of flow of the latter decreases, so that the Heat transfer at the heating fins is uneven.

ij Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, um diesen Übelstand zu beseitigen, die Rippen in Gruppen zu unterteilen und den Abstand der einzelnen Rippen voneinander in den einzelnen Gruppen in der Strömungs-ij It has now been suggested that to remedy this drawback, divide the ribs into groups and the distance of the individual ribs from each other in the individual groups in the flow

ao richtung des wärmeabgebenden Mittels abnehmen zu lassen. Hierdurch wird zwar infolge der Heizflächenzunahme in der Strömungsrichtung ein gleichmäßiger Wärmeübergang erreicht. Es ergeben sich aber durch die gruppenweise Unterteilung bei der Herstellung Schwierigkeiten und Unbequemlichkeiten, weil die einzelnen Lamellengruppen oder Rippenheizkörper ungleichmäßig ausgebildet sind.ao to decrease the direction of the exothermic agent. Although this is due to the increase in the heating surface in the direction of flow achieves a uniform heat transfer. But it does arise due to the group-wise subdivision in the production difficulties and inconveniences, because the individual lamellar groups or ribbed heating elements are unevenly designed.

Die vorliegende Erfindung geht deswegen auf die ersterwähnte Lamellenform von überall gleicher Stärke und überall gleichmäßiger Entfernung voneinander zurück, beseitigt aber den erwähnten Übelstand dadurch, daß trotzdem auch hier die Heizfläche der einzelnen Rippen in der Strömungsrichtung des wärmeabgebenden Mittels zunimmt.The present invention therefore applies to the former lamellar shape from anywhere equal strength and equal distance from one another everywhere, eliminated but the disadvantage mentioned by the fact that here too the heating surface of the individual Ribs in the direction of flow of the exothermic agent increases.

Hierdurch werden einerseits die erwähnten Herstellungsschwierigkeiten beseitigt, außerdem wird der Wärmeübergang ein noch gleichmäßigerer als bei der vorher erwähnten Einrichtung mit in Gruppen unterteilten Lamellen, bei denen der Wärmeübergang nur stufenförmig erfolgen kann.This on the one hand eliminates the manufacturing difficulties mentioned, on the other hand the heat transfer is even more even than with the previously mentioned device with fins divided into groups, in which the heat transfer can only take place in stages.

Der Wärmeübergang ist aber ferner proportional der Strömungsgeschwindigkeit der beiden Medien, wird also bei gleichbleibendem Strömungsquerschnitt infolge der durch die Abkühlung des wärmeabgebenden Mittels erfolgenden Volumenverringerung in der Strömungsrichtung abnehmen. Es sind Wärmeaustauschkörper bekannt, die dies dadurch vermeiden, daß ihr freier Strömungsquerschnitt für das wärmeabgebende Mittel in dessen Strömungsrichtung abnimmt.The heat transfer is also proportional to the flow rate of the two media, is therefore with a constant flow cross-section due to the the cooling of the exothermic agent takes place in the reduction in volume Decrease flow direction. There are heat exchange body known that this avoid that their free flow cross-section for the heat-emitting agent decreases in the direction of flow.

Diese Ausbildung des Rippenheizkörpers läßt sich mit der eingangs angeführten Erfindung der Heizflächenvergrößerung in Richtung des strömenden Mittels bei Anwendung von in gleicher Stärke und gleichmäßiger Entfernung voneinander durchlaufenden Rippen dadurch vereinigen, daß man die einzelnen Heizrippen so ausbildet, daß ihre Außenkanten ein Trapez umschließen, das in derThis design of the ribbed heater can be achieved with the invention cited above the enlargement of the heating surface in the direction of the flowing medium when used of ribs running through in the same thickness and evenly spaced from one another combine by forming the individual heating fins so that their outer edges enclose a trapezoid that is in the

Mitte durch einen sich in der Strömungsrichtung verjüngenden Ausschnitt unterteilt ist.Center divided by a cutout that tapers in the direction of flow is.

Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung, und zwar sindThe drawing shows two exemplary embodiments of the invention, namely are

Abb. ι und 2 ein Schnitt bzw. eine Seitenansicht durch die erste Ausführungsform, währendFig. Ι and 2 a section and a side view through the first embodiment while

Abb. 3 und 4 eine gleiche Darstellung einer zweiten Ausführungsform sind.Figures 3 and 4 are a like representation of a second embodiment.

Bei der in Abb. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist α ein Rohr, welches schlangenförmig geführt ist und durch welches das die Wärme aufnehmende Mittel, z. B. Wasser o. dgl., in der Pfeilrichtung hindurchfließt. Auf dieses Rohr sind die Lamellen b aufgesetzt, welche eine etwatrapezförmige Form mit einem in der Strömungsrichtung sich verjungenden Ausschnitt aufweisen. Das die Warme abgebende Mittel, also die heißen Heizgase, strömen von unten nach oben in der Pfeilrichtung zwischen den Rippen b hindurch und geben ihre Wärme an diese Rippen ab, die sie wiederum durch das Rohr a auf das zu erwärmende Mittel übertragen.In the embodiment shown in Fig. 1 and 2, α is a tube which is serpentine and through which the heat absorbing means, for. B. water o. The like., Flows through in the direction of the arrow. The lamellae b , which have a somewhat trapezoidal shape with a cutout that tapers in the direction of flow, are placed on this tube. The agent emitting the heat, i.e. the hot heating gases, flow from bottom to top in the direction of the arrow between the ribs b and give off their heat to these ribs, which in turn transfer them through the tube a to the agent to be heated.

Durch die beschriebene Ausbildung der Lamellen ergibt sich, daß ihre Heizfläche in der Strömungsrichtung des die Wärme abgebenden Mittels zunimmt, und zwar sind die Abmessungen so gewählt, daß an jeder Stelle das Produkt aus Fläche und Temperaturdifferenz annähernd gleich bleibt. Gleichzeitig verengt sich der freie Strömungsquerschnitt zwischen den einzelnen Rippen von unten nach oben, und hier ist diese Querschnittsverminderung so bemessen, daß trotz der infolge der Abkühlung der Heizgase erfolgenden Volumenverringerung ihre Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Rippen oder Lamellen stets die gleiche bleibt, so daß auch dauernd die Wärmeübergangszahl unverändert ist.The described design of the lamellas results in their heating surface in the direction of flow of the heat-releasing agent increases, and that the dimensions are chosen so that at each Assume that the product of the area and the temperature difference remains approximately the same. Simultaneously the free flow cross-section between the individual ribs narrows from bottom to top, and here is this cross-section reduction dimensioned so that, despite the volume reduction taking place as a result of the cooling of the heating gases, their flow rate between the ribs or lamellas always remains the same, so that the heat transfer coefficient is also permanently unchanged is.

In Abb. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Hier ist das zu er- +5 hitzende Medium, also etwa Wasser, in einem äußeren Mantel c untergebracht, welcher nach innen hin Rippen d besitzt. Diese Rippen sind nach den gleichen Grundsätzen ausgebildet wie bei der Ausführung nach Abb. 1 und 2. Auch hier nimmt ihr Querschnitt in der Strömungsrichtung des wärmeabgebenden Mittels, also der von unten nach oben hindurchströmenden Heizgase, zu, während gleichzeitig der zwischen den Rippen befindliche freie Strömungsquerschnitt für die Heizgase abnimmt, und zwar erfolgt auch hier die Zunahme der Heizfläche und Abnahme des freien Strömungsquerschnitts nach den oben angegebenen Grundsätzen. Natürlich läßt sich die Einrichtung konstruktiv auch beliebig anders gestalten, auch ist die Erfindung sinngemäß für Einrichtungen anwendbar, bei denen umgekehrt das in den Mantel c eingeführte Medium oder das durch die Rohre α e₅ hindurchfließende Medium Wärme an die Rippen abgibt, um ein zwischen den Rippen hindurchgeführtes Medium zu erwärmen.In Fig. 3 and 4 another embodiment is shown. Here the medium to be heated, i.e. water for example, is housed in an outer jacket c , which has ribs d towards the inside. These ribs are designed according to the same principles as in the embodiment according to Fig. 1 and 2. Here, too, their cross-section increases in the direction of flow of the heat-emitting agent, i.e. the heating gases flowing through from bottom to top, while at the same time the free one between the ribs The flow cross-section for the heating gases decreases, and here too there is an increase in the heating surface and a decrease in the free flow cross-section according to the principles given above. Of course, the device can also be designed in any other way, and the invention can be applied accordingly to devices in which, conversely, the medium introduced into the jacket c or the medium flowing through the tubes α e ₅ gives off heat to the ribs in order to prevent a between the To heat medium passed through ribs.

Claims

Patent claims:

1. Heat exchange device with heating fins serving for heat transfer or lamellas that are of the same thickness and are evenly spaced apart, characterized in that the heating surface of the individual ribs in the flow direction of the heat-emitting Means increases.

2. Heat exchange device according to claim 1, characterized in that the outer edges of the heating ribs enclose a trapezoid that extends in the middle through one in the direction of flow tapering neckline is divided.

For this purpose ι sheet of drawings