DE641042C

DE641042C - Heat exchange device

Info

Publication number: DE641042C
Application number: DED66482D
Authority: DE
Original assignee: RICHARD VON DALLWITZ WEGNER DR
Current assignee: RICHARD VON DALLWITZ WEGNER DR
Priority date: 1933-08-24
Filing date: 1933-08-24
Publication date: 1937-01-18

Description

Man kann die WäTmeübeigangszahl α eines Wärmeaustauscbinittels gegen leine Wand bekanntlich dadurch erhöhen, daß, man dem Wärmeaustauschmittel eine" Strömungs-S geschwindigkeit gegen die Wand gibt und daß man die Wand mit Rippen besetzt. Bei Gasen als Wärmeaustauschmittel erreicht man damit eine Steigerung von α auf das Dreibis Vierfache der Werte ohne Rippenanord-One can use the heat transfer number α of a As is well known, increase heat exchange against a wall by, one gives the heat exchange medium a "flow speed" against the wall and that the wall is covered with ribs. In the case of gases as a heat exchange medium, one achieves thus an increase of α to three to four times the values without rib arrangement.

nung. Besonders wirksam werden solchetion. These are particularly effective

Rippenanordnungen dann, wenn der Gasstrom zwischen den Rippen nur in einer Richtung radial nach der Wand zu oder von der Wand weg geleitet wird, denn dann können dig Rippen alle Wärme, die sie von der Wand^aufzunehmen oder an sie abzugeben vermögen, im Maße ihrer Stärke, der Wärmeleitfähigkeit ihres Stoffes, -und ihrer Höhe bzw. radialen Länge an den Gasstrom abgeben ader von ihm aufnehmen. Diese Anordnung ist vorteilhafter als eine solche, bei der der Gasstrom die Rippen ganz regellos durchströmt, oder eine solche, bei der der Gasstrom zwischen einigen Rippen auf die Wärnneaustauschwand zuströmt lind nach Aufnahme der Wärme aus diesen Rippen zwischen "anderen Rippen wieder abströmt/ Diese letzteren Rippen, zwischen denen der bereits· erwärmte Gasstrom wieder abströmt, können offenbar nicht ebenso wirksam zum Wärmeaustausch beitragen wie die erstgenannten Rippen, zwischen denen der noch frische, kühle Gasstrom auf die wärmeabgebende Wand zuströmt. Demnach muß bei sonst gleichem | Abstande und gleicher Gestalt der Rippen eine Anordnung, bei der sich der Gasstrom zwischen allen Rippen gleichmäßig auf die Wand zu bewegt, wärmetechnisch vorteilhafter sein.Rib arrangements when the gas flow between the ribs is only in one direction is directed radially towards the wall or away from the wall, because then dig ribs can be created all the warmth they absorb from the wall ^ or to be able to deliver to them, in proportion to their strength, the thermal conductivity their substance, -and their height or radial length to the gas flow vein record from him. This arrangement is more advantageous than one in which the gas flow flows through the ribs quite randomly, or one in which the gas flow between some of the ribs on the heat exchange wall flows towards and after the absorption of the Heat flows out of these ribs between "other ribs / these latter Ribs, between which the already heated gas stream flows out again, can evidently do not contribute as effectively to the heat exchange as the first-mentioned ribs, between where the still fresh, cool gas stream flows towards the heat-emitting wall. Accordingly, for otherwise the same | Distances and the same shape of the ribs an arrangement in which the gas flow between all ribs is evenly distributed to the Wall too moved, thermally more advantageous.

Die Erfindung betrifft eine neue Rippenanordnung, durch die die angegebene, überall gleichartige Strömungsrichtung des Wärmeaustauschmittels zwischen den Rippen in vorteilhafter "Weise erreicht wird.. The invention relates to a new rib arrangement through which the specified, everywhere similar flow direction of the heat exchange medium between the ribs is achieved in an advantageous "manner.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der neuen Wärmeaustauschvorrichtung schematisch verdeutlicht. Bei der -. Ausführungsform nach Abb. 1. (Längsschnitt) und Abb. 2 (Querschnitt) ist W die Wärmeaustauschwand, deren untere Seite von einem Wärmeaustauschmittel mit an sich hoher Wärmeübergangszahl bespült wird, also z. B. Wasser. Die obere Seite soll an Luft Wärme abgeben. Das Wasser soll also von Luft gekühlt werden. Die Wand ist oben mit Rippen R besetzt, zwischen denen sich Zwischenrippen Z befinden, deren Oberflächen von denen der Rippen den kleinen Abstand δ besitzen. Die Rippen stehen in einem Abstand^· voneinander, die Rippenstärke ist d_r. Die Zwischenrippen reichen bis " zu einem Abstand h von der Wand herunter, wenigstens an den Enden einer Rippenstrecfee B (Abb. 2), über die eine Haube// gestülpt ist, in die bei E frische Kühlluft eintritt. Die Kühlluft strömt von der Öffnung E der Haube H zwischen den Rippen /? und den ZwischenrippenZ durch die Kanäle δ von jeSome embodiments of the new heat exchange device are illustrated schematically in the drawings. In the -. Embodiment according to Fig. 1. (longitudinal section) and Fig. 2 (cross section) W is the heat exchange wall, the lower side of which is flushed by a heat exchange medium with a high heat transfer coefficient per se, so z. B. water. The upper side should give off heat to the air. The water should therefore be cooled by air. The top of the wall is covered with ribs R , between which there are intermediate ribs Z, the surfaces of which are at a small distance δ from those of the ribs. The ribs are at a distance ^ · from each other, the rib thickness is d _r . The intermediate ribs extend down to a distance h from the wall, at least at the ends of a stretch of ribs B (Fig. 2), over which a hood // is put, into which fresh cooling air enters at E. The cooling air flows from the opening E of the hood H between the ribs /? And the intermediate ribs Z through the channels δ of each

der Breite i? senkrecht auf die Wand W zu, im Gegenstrom zum Wärmestrom in den Rippen R. An der Wand strömt die nun erwärmte Kühlluft zu den Auslassend. Ab-.j hängig von der Wärmeleitzahl des Rippen-, stoffes und der Rippenstärke d, ist die wirk-.v same radiale Länge L so zu wählen, daß die^1; Kühlluft auf ihrem Wege durch die Kanäle b alle Wärme aufnehmen kann, die die Rippen/? aus der WandW aufzunehmen vermögen. Die Zwischenrippen Z unterstützen dabei die Wärmeaufnahme der Luft aus den Rippen/?, da sie durch Strahlungswirkung von den Rippen R Wärme aufnehmen und dadurch stets wärmer sind als die. vorbei-' streichende . Luft. Man kann die Zwischenrippen auch aus Blech hohl herstellen.the width i? perpendicular to the wall W , in countercurrent to the heat flow in the ribs R. On the wall, the now heated cooling air flows to the outlet end. Depending on the thermal conductivity of the rib material and the rib thickness d, the effective radial length L must be chosen so that the ^1; Cooling air on its way through the channels b can absorb all the heat that the ribs /? from the wall W are able to absorb. The intermediate ribs Z support the absorption of heat from the air from the ribs /? Because they absorb heat from the ribs R due to the radiation effect and are therefore always warmer than the ribs. past- 'trending. Air. The intermediate ribs can also be made hollow from sheet metal.

Man kann die Luft auch bei A zuleiten und bei E abführen, also den umgekehrten Weg, wie oben beschrieben.,. nehmen lassen. Die Form der Wand W ist gleichgültig,. ebenso die Form der Rippen R und der Zwischenrippen Z.The air can also be fed in at A and discharged at E , i.e. the opposite way as described above.,. let take. The shape of the wall W is indifferent. likewise the shape of the ribs R and the intermediate ribs Z.

Eine andere Form der Ausführung lassen Abb. 3 und 4 in Längsansicht und Draufsicht schematisch erkennen. In Abb. 3 sind die Rippen teilweise geschnitten. Die Zwischenrippen Z sind bier hohl, die Öffnung ist nach innen gekehrt, und der Luftstrom geht vom Einlaß f der Haube H zwischen den Oberflächen der Rippen R und der Zwischenrippen Z durch die Kanäle δ hindurch zum Fuße der Zwischenripperi und von da ins Innere in den Hohlraum der Zwischenrippen Z. Die Zwischenrippen Z sind in Aussparungen A der Haube// eingesteckt, und der Luftstrom kann deshalb seitlich aus der Haube// austreten, ins Freie oder in besondere Ableitungen. Der Luftstrom kann aber auch den umgekehrten Weg geführt werden, von A nach E. ' Die Haube H ist dann überhaupt überflüssig. Another form of embodiment can be seen schematically in Fig. 3 and 4 in a longitudinal view and plan view. In Fig. 3 the ribs are partially cut. The intermediate ribs Z are hollow, the opening is turned inward, and the air flow goes from the inlet f of the hood H between the surfaces of the ribs R and the intermediate ribs Z through the channels δ through to the foot of the intermediate ribs and from there into the interior Cavity of the intermediate ribs Z. The intermediate ribs Z are inserted into recesses A of the hood //, and the air flow can therefore exit from the side of the hood //, into the open air or into special outlets. The air flow can, however, also be guided in the opposite direction, from A to E. ' The hood H is then superfluous at all.

Stehen die Rippen R als radiale Rippen um eine Rohrwandung herum, so können die Rippen/? sowohl als auch die ZwischenrippenZ andere, entsprechend zweckmäßige Formen annehmen, ebenso, wenn z. B. eine Motoren-If the ribs R are radial ribs around a pipe wall, the ribs /? both as well as the intermediate ribs Z take on other, appropriately expedient forms, as well, if z. B. an engine

• zylinderwand oder ein Zylinderdeckel auf diese Weise mit Luft o. dgl. gekühlt werden soll. Es kommt immer darauf an, daß die Oberflächen von Rippen R mit den Oberflächen von Zwischenrippen Z Strömungskanäle bilden, die bei einem Wärmeaustauscher nur* in einer einheitlichen Richtung, von den Rippenspitzen zum Rippenfuß oder vom Rippenfuß zu den Rippenspitzen, vom Wärmeaustauschmittel durchströmt werden. Im ersteren Falle strömen die Wärmeaustauschmittel am Rippenfuß aus dem Wärmeaustausch mit den Rippenoberflächen seitlich ^heraus oder durch Hohlräume der Zwischenrippen ab, im zweiten Falle strömen sie am Rippenfuß ebenso zum Wärmeaustausch zu.• the cylinder wall or a cylinder cover is to be cooled in this way with air or the like. It is always important that the surfaces of ribs R and the surfaces of intermediate ribs Z form flow channels through which the heat exchange medium flows in a heat exchanger only * in a uniform direction, from the rib tips to the rib base or from the rib base to the rib tips. In the first case, the heat exchange media at the rib base flow laterally out of the heat exchange with the rib surfaces or through cavities in the intermediate ribs, in the second case they flow towards the rib base for heat exchange as well.

Claims

Patent claims:

i. Heat exchange device in which the wall separating the heat exchange means is enlarged by ribs and between the ribs the heat exchange means are driven in a flow direction only in one direction, either only towards the wall or away from the wall, characterized in that guide bodies or intermediate ribs (Z) between two adjacent heat conduction fins (R) are attached, which leave outlets or inlets (A) free for the heat exchange means on the wall (W), through which the heat exchange means after or before the flow through the spaces between the intermediate fin surfaces (Z) and the surfaces of the Heat conduction fins (R) are guided out of the heat exchange area of the heat conduction fins (R) or into the heat exchange area.

2. Heat exchange device according to claim 1, characterized in that the intermediate ribs (Z) protrude so far from the wall with their wall (W) facing the edge that. characterized the necessary expedients between these edges and the wall (W) in the longitudinal direction of the heat conduction ribs (R) or access paths (A, Fig. 1 and 2) arise from or to the heat exchange region of the heat conduction ribs (R).

3. Heat exchange device according to claim i, characterized in that hollow guide bodies or intermediate ribs (Z, Fig. 3 and 4) designed as outflow or inflow lines are inserted between each two adjacent heat conduction ribs (R) and the heat exchange medium from the heat exchange area of the heat conduction ribs ( R) lead out or in.

1 sheet of drawings