DE807939C - Waermeaustauscher - Google Patents

Waermeaustauscher

Info

Publication number
DE807939C
DE807939C DEG667A DEG0000667A DE807939C DE 807939 C DE807939 C DE 807939C DE G667 A DEG667 A DE G667A DE G0000667 A DEG0000667 A DE G0000667A DE 807939 C DE807939 C DE 807939C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ribs
heat exchanger
heat
exchanger according
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEG667A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Ernst Thomann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gutehoffnungshutte Oberhausen AG
Original Assignee
Gutehoffnungshutte Oberhausen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gutehoffnungshutte Oberhausen AG filed Critical Gutehoffnungshutte Oberhausen AG
Priority to DEG667A priority Critical patent/DE807939C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE807939C publication Critical patent/DE807939C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Wärmeaustauscher Bei der Ausbildung von Wärineaustatischern, die zur mittelbaren Wärmeübertragung zwischen zwei Mittel von verschiedener Temperatur dienen, wobei es entweder auf eine, Erwärinung oder eine Ab- kühlung des einen Mittels ankommt, sind verschiedene Gesichtspunkte zu beachten. Zunächst müssen die beiden Wärrneträger so zueinander geführt werden und die zwischen ihnen liegenden Teile des Austauschers so gestaltet sein, daß ein möglichst guter Wirkungsgrad bei Wärmeübergang erreicht wird. Der Ströniungswiderstand soll zwar gering sein, die dafür beste Lösung einer durchweg geraden Führung der Wärmeträger ist jedoch nicht immer durchführbar, insbesondere dann nicht, wenn eine gedrängte Bauart des Austauschers verlangt wird. Die in solchen Fällen mit Rücksicht auf eine ausreichende Länge der Strömungswege innerhalb des Austauschers unvernieidbaren Umlenkungen, die es iil den verschiedensten Formen gibt, 7. B. als ebene Spirale, Schraube, Wellenlinie usw., erhöhen bei geeigneter Ausbildung den Strörnungswiderstand nicht übermäßig und haben zugleich den Vorteil eines größeren Wärmeüberganges an die den StrÖ-mungsweg im Bereich der Umlenkungen begrenzenden Wände.
  • Außerdem ist für eine genügende Sicherheit gegen eine unmittelbare gegenseitige Berührung und Vermischung der beiden Wärmeträger zu sorgen, vor allem dann, wenn diese nicht lediglich nach dem Thermosiphonprinzip, sondern unter Druckdurch den Austauscher geführt werden. Und schließlich sollen Herstellung, Zusammenbau sowie ge- gebenenfalls gelegentliche Reinigung des Austauschers einfach und schnell durchführbar sein.
  • B ezüglich der Führung der Wärmeträger koi-timt im allgemeinen das Gegenstrom- oder das Kreuzstroniprinzip in Betracht, die beide bekannt sind. #,'\ticli die sonstigen Voraussetzungen für einen günstigen Wirkungsgrad hat man bereits berücksichtigt, indem die Größe und die gegenseitige Lage der von den beiden Mitteln berührten Flächen des Austauschers nach Maßgabe der beiderseitigen Wärmeübergangszahlen in wenigstens annähernd umgekehrtem Verhältnis derselben ausgeführt werden.
  • Wenn die beiden vers7chiedenen Wärmeträger nur durch dünne Rohrwände oder andere entsprechende Einbauten, wie z. B. wellenförmig oder sonstwie gebogene Bleche, voneinander getrennt sind, ist zwar der Wärmeweg von dem einen zum anderen Mittel sehr kurz; gleichzeitig ist aber die Betriebssicherheit nicht immer gewährleistet. Man hat daher auch schon Austauscher entwickelt, in denen durch ge- eignete Formgebung eines etwa als Gußstück ausgeführten Körpers Kanäle für Aie beiden Wärmet *iger gebildet werden. In diesem Zusammenhang gibt es eine Ausführung, bei der ein Hohlkörper von senkrechten Ausnehmungen so durchsetzt ist, (laß zwischen je zwei benachbarten Ausnehmungen Rippen mit dreieckförmigem Querschnitt gebildet werden, die zur Leitung des Wärmestromes dienen. Durch die Ausnehmungen dieses Körpers wird der Wärmeträger mit der kleineren übergangszahl geleitet, während der Körper an seinen kleineren Außenflächen von dem anderen Wärmeträger mit der größeren Cbergangszahl umströmt wird. Es ist auch daran gedacht worden, den betreffenden Körper zwecks leichterer Herstellbarkeit zu unterteilen, und zwar gegebenenfalls derart, daß er aus zwei gegenüberliegenden Teilen besteht, die mit ihren dreieck-förmigen, um je eine halbe Teilung gegenseitig versetzten Rippen kammartig ineinandergreifen, wobei die Kanäle zwischen den Rippen liegen und durch diese voneinander getrennt sind.
  • Die vorliegende Erfindung geht von der zuletzt -enannten Bauart eines Wärmeaustauschers aus; im C#egensatz dazu sollen jedoch erfindungsgernäß zwei init etwa dreieck- oder trapezförniigen Rippen versehene Körper in der Weise ineinandergreifen, daß von den beiderseitigen Rippen ein in der Längsrichtung des Austauschers durchgehender Ströinungskanal für den einen Wärmeträger gebildet wird. In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind in jedem Teilkörper in abwechselnder Reihenfolge kürzere und längere Rippen sowie auf der Außenseite eine ebenfalls wellenförinige Ausnehmung vorgesehen; diese beiden an einem Hnde des Austauschers durch einen Verbindungskanal hintereinandergeschalteten Ausnehrnungen sind gegenseitig versetzt und verlaufen jeweils oberhalb bzw. unterhalb der Spitze der kürzeren Rippen des gegenüberliegenden Teilkörpers. Sie sind vorzugsweise als offene Rinnen ausgebildet und nach außen durch je einen mit dem betreffenden Teilkörper verbundenen und gegA denselben abdichtenden Deckel verschlossen, wodurch ein in beiden 1 ängsrichtungen des Austauschers hin und her verlaufender Strömungskanal für den anderen Wärmeträger entsteht. Zweckmäßig wird in an sich be-1#amiter Weise der Wärtileträger mit der kleineren C1bergangszahl durch den zwischen den Rippen der beiden Teilkörper liegenden Kanal mit den größeren Wandflächen und der Wärmeträger mit der größeren Übergangszahl durch den an den Außenseiten der beiden Teilkörper liegenden Kanal mit den kleineren Wandflächen geleitet.
  • Der Gegenstand der Erfindting ist in der Zeichnung an einem Atisführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Abb. i einen senkrechten Längsschnitt, Abb. 2 eine Stirnansicht init einem Teilquerschnitt und Abb- 3 eine Draufsicht des Austauschers, teils init dem, teils ohne den oberen Deckel und teils auch ohne den oberen Rippenkörper.
  • Der Wärmeaustauscher besteht atis einem oberen und einem unteren Ripperikörper 1, 2, die als Gußstücke ausgeführt, ain Umfang in einer waagerechten Trennebene 3 abdichtend gegeneinanderliegen. lin Inneren des Körpers befinden sich in der Querrichtung verlaufende Rippen von etwa dreieckförmigem Querschnitt und unterschiedlicher Länge, und zwar wechseln in der Längsrichtung je eine kürzere Rippe 4 bzw. 5 und eine längere Rippe 6 bzW. 7 miteinander ab. Die Ril)Pen 4, 6 bzw. 5, 7 jedes Körpers sind so gegeneinander versetzt, daß sie kammartig in die Zwischenräume der Rippen des gegenüberliegenden Körpers eingreifen. Benachbarte Rippen haben überall einen gleichen, verhältnismäßig geringen Abstand voneinander, der auch zwischen den oberen bzw. unteren Spitzen der Rippen und dein Grund der gegenüberliegenden Rippenzwischenräurne vorhanden ist. ',",oiiiit wird von den beiden kippenkörpern ein der Rippenforin folgender Kanal 8 gebildet, der sich iiiit einer der Rippenbreite entsprechenden gleichmäßigen Breite und einer dem Rippenabstand entsprechenden gleichmäßigen Höhe in der Längsrichtung der beiden Rippenkörper zwischen zwei an deren Enden vor-"esehenen Kammern 9, 1 o erstreckt. jede dieser Kammern steht im Bereich des einen bzw. anderen Rippenkörpers mit einer nach außen führenden und zum Anschluß einer Zu- bz,%x-. Abführungsleitung mit Gewinde versehenen Bohrung i i bzw. 12 in Verbindung. Das Einhalten der richtigen gegenseitigen Lage der beiden Rippenkörper ist durch kleine Kerbstifte 13 gesichert.
  • Ari der Oberseite des einen und der Unterseite des anderen Rippenkörpers befindet sich eine nach Art einer Wellenlinie mit halbkreisförinigen Unilenkungen und geraden, zueinander parallelen Zwischenstrecken in der Otierrichtung der Rippenkörper verlaufende Atistichinung 14 bzw. 15. Diese i\tislieliii-lungen bilden eine nach oben bz\v. unten offene Rille von einer ]ihrem lialbkreisförmigen (;i-iiii(I(Itlei-sciiiiitt entsprechenden Breite; sie sind in der Rippenkörper so gegenein.-ander versetzt, daß ihre geraden Strecken oberhalb bzw. unterhalb der Spitzen der kürzeren Rippen,4, .5 des jeweils anderen Rippenkörpers liegen. Die Tiefe und Breite der Atisnehmungen sind nach Maßgabe der Rippenlänge und Rippenteilting so gewählt, daß ihr ,\])stand einerseits von den ihnen in senkrechter Richtung gegenüberliegenden, andererseits von den zwischen jeweils zwei benachbarten Querstrecken (für Ausnehinungen liegenden Umlenkungen des Kanals 8 gleich ist.
  • Die beiden rinnenartigen Ausnehmungen 14, 15 sind an einer Stirnseite des Austauschers durch eine nicht dargestellte Leitung mit übereinanderliegenden ./\iiscliltißstellen 16, 17 miteinander verbunden. Nach außen sind die durch je einen, etwa ebenso wie die Rippenkörper als Gußstücke ausgeführten und mit diesen Körpern durch längs des Umfanges verteilte Verschraubungen 18 abdichtend verbundenen PCCkel 19 bZW. 20 verschlossen. Somit bilden auch die ,#tistiehmungen einen geschlossenen l#anal, der sich infolge der flintereinanderschaltung der beiden Ausnehtnungen an einem Ende des Aus-(in Abb. 1 Und 3 links) in zusammenh#n-Zuge zwischen jeweils einem Rippenkörper und dein dazugehörenden Deckel zuerst in der einen und dann in der entgegengesetzten Längsrichtung des Austatischers erstreckt. Die auf der gleichen Seite übereinanderliegenden Enden dieses Kanals stehen mit nach außen führenden und zum Anschluß einer Zu- bzw. Abführungsleitting mit Gewinde ver-SC1ICnüll P)()111-till9C11 21 bZW. 22 in Verbindung, die gleichachsig zu den .\nschlußstellen 16, 17 sind und sich in der Dratifsicht nach Abb. 3 gegenseitig decken.
  • 7wei an den Viiden des inneren Kanals 8 iin Beicich der l#ainnierii 9, io bzw. der an diese sich anschließenden l01111111gen 11, 12 angeordnete Ge- windebohrungen 23, 24 ini oberen Rippenkörper i und dazu gleichachsige 13olirtitillell 2,5 bZW. 26 im oberen 1)eckel ig dienen zum Einführen je eines Thermometers, tiiii den Teniperaturunterschied des cinen Nlittels, für dessen Erwärrnung oder Kühlung dür.\tistatischer bestimmt ist, zwischen E, intritt und .\tistritt jederzeit feststellen züi können. F-in in der Mitte des oberen Deckels in einem Verstärkungsstutzen vor-eschenes Gewinde 27 dient zum Einschrauben eines Halte- ()der Tragorgans für den Transport des ganzen ,\tistatischers.
  • Hin der vorbeschriebenen Art, dci- sich nicht nur, #"ie hei einem der Erfindung ziigrunde liegenden praktischen Anwendungsfall, s Olkühler, sondern "anz allgemein zur Erwärimm- oder Kühliiii- eines strömenden -Mittels durch ein inderes sti( -'#iiiendes #I ittel eignet, erfüllt weiteste hend alle eingangs genannten Forderungen, die an derartige #'orrichtungen gestellt werden. Wie bereits und an ";ich bekannt, ist es zweckmäßig, durch den inneren ["anal 8 wegen seiner "li#2)eren wärineaufnehnienden bzw. wärmeabgebenächen das Mittel mit der gerin--cren und durch den von den abgedeckten rinnenartigen Atisnehmungen 14, 15 gebildeten 1,#anal wegen "einer gegenüber dein andereii Kanal 8 kleineren Wandfi:ichen, von denen noch dazüi )in wesentlichen nur der von den Rippenkörpern ,#ü # bildete Teil sich auf den Wärmeübergang zwischeu den beiden Nlittelii auswirkt, das Mittel mit der größeren WärineÜbergangszahl züi leiten. Daß in dieser Hinsicht die günstigsten Verhältnisse dann vorliegen, wenn die Begrenzungsflächen der beiden Kanäle sich in ihrer Größe zueinander umgekehrt wie die Wärmeübergangszahlen der betreffenden Mittel verhalten, ist ohne weiteres klar und auch in der Patentliteratur bereits zum Ausdruck gebracht. Inwieweit man diesem Optimum nahekominen kann, hängt von den jeweils vorliegenden Verhältnissen ab, insbesondere also den sonstigen Anforderungen hinsichtlich der baulichen Gestaltung des Atistauschers.
  • Will man also einen solchen Austauscher z. B. als Ölkühler verwenden und als Kühlflüssigkeit Wasser verwenden, so ist das Öl wegen seiner gegenüber Wasser geringeren Wärmeübergangszahl durch den inneren Kanal 8 zu leiten. Entsprechendes g i lt für die Kühlung von Luft durch Wasser. Selbstverständlich müssen Länge und Querschnitt der K anäle sowie die Strömungsgeschwindigkeiten der .Mittel den Jeweils gegebenen Verhältnissen angepaßt werden.
  • Die gerade mit einer den Merkmalen der Erfindung entsprechenden Bauart eines Austauschers verbundenen besonderen Vorteile bestehen zunächst in den überall gleichen Wegstrecken des Wärmestromes im Werkstoff des Rippenkörpers zwischen den beiden Kanälen, worauf schon hingewiesen wurde. Dabei ist sehr günstig für den Wärmeaustausch, daß der im Sinne einer Kühlung oder Erwärmung von dem äußeren Kanal 1,4, 15 zum inneren Kanal 8 gehende Strom auf den letzteren je-#veils im Bereich seiner Umlenkungen trifft, weil gerade dort das betreffende Mittel gegen die Wand strönit und infolgedessen am leichtesten Wärme abgibt oder aufnimmt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der neuen Bauart besteht darin, daß sowohl die beiden Rippenkörper 1, 2 als auch die beiden Deckel 10, 20 unter sich vollkominen gleich sind und somit bei der Ausführung als Gußstücke nur ie ein Modell benötigen.
  • Die Rippen können übrigens auch etwas anders als im beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel, also etwa trapezförrnig, ausgebildet sein, wie auch sonstige einzelne bauliche Änderungen im Rahmen der erfindungsgemäßen Merkinale möglich sind. Desgleichen können mehrere derartige Austauscher, vor allem übereinander, in Parallel- oder flintereinanderschaltung zu einem Austauscheraggregat angeordnet sein, dessen Teile gegebenenfalls durch Ankerbolzen oder sonstwie zu einem zusammenhängenden Körper verbunden sind.

Claims (2)

  1. P A TENT ANS PR C CHE: i. Wärmcaustauscher für strömende Mittel, bei dem die Wärmeaustauschflächen für die einzelnen Mittel sich annähernd umgekehrt verhalten wie die Wärmeübergangszahlen der beiden -Nlittel, dadurch gekennzeichnet, daß zwei init etwa dreieck- oder trapezförmigen Rippen (4, (# bz-. 5, 7) versehene Körper (1, 2) in der Weise ineinandergreifen, daß von den beiderseitigen Rippen ein in der Längsrichtung des \ustallschers durchgehender Strömungskanal (8) für das eine Wärmeaustauschmittel gebildet wird.
  2. 2. Wärmeaustauscher nach i#nspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Körper mit kürzeren und längeren Rippen (4, 5 bzw. 6, 7) in abwechselnder Reihenfolge versehen ist. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Körper (1, 2) auf seiner Außenseite eine vorzugsweise wellenförmig verlaufende, rinnenartige Ausnehmung (14 bzw. 15) für das zweite Wärmeatistauschmittel hat, die nach außen durch je einen mit dem betreffenden Rippenkörper abdichtend verhundenen Deckel (ig bzw. 2o) verschlossen ist. 4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden durch die Deckel zu geschlossenen Kanälen ausgebildeten Ausnehmungen (14, #5) an einem Ende des Austauschers durch einen Kanal im Sinne einer Hintereinanderschaltung miteinander verbunden sind. 5. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Querrichtung des Austauschers vorzugsweise zueinander parallel !er Ausnehmungen (14, 15) oberhalb bzw. unterhalb der Spitzen der kürzeren Rippen (4, 5) des jeweils anderen Körpers liegen. 6. Wärmeau"tatischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkstellen des Kanals (8), die zum Teil von den kürzeren und zum Teil von den längeren Rippen (4, 5 bzw. 6, 7) gebildet werden, gleich weit von den in Querrichtung des Austauschers verlaufenden Strecken der Ausnehrnungen (1,4, 1.5) entfernt sind. 7. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rippenkörper (1, 2) und gegebenenfalls auch die beiden Deckel (ig, 2o) untereinander vollkommen gleich gestaltet sind. 8. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch.gekennzeichnet, daß mehrere Einzelaustauscher, vor allem übereinander angeordnet, in Parallel- oder Hintereinanderschaltung zu einem Austauscheraggregat vereinigt sind, dessen einzelne Teile durch Ankerschrauben oder sonstwie zu einem zusammenhängenden Körper miteinander verbunden werden.
DEG667A 1949-12-24 1949-12-24 Waermeaustauscher Expired DE807939C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEG667A DE807939C (de) 1949-12-24 1949-12-24 Waermeaustauscher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEG667A DE807939C (de) 1949-12-24 1949-12-24 Waermeaustauscher

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE807939C true DE807939C (de) 1951-07-09

Family

ID=7115885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEG667A Expired DE807939C (de) 1949-12-24 1949-12-24 Waermeaustauscher

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE807939C (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2943845A (en) * 1957-10-23 1960-07-05 Jaklitsch Franz Heat exchanger for viscous fluids
EP0069283A1 (de) * 1981-07-07 1983-01-12 Siemens Aktiengesellschaft Kühlkörper zur kombinierten Wärmetausch von Luft und einem flüssigen Medium mit einem gemeinsamen Kühlmedium
US4577683A (en) * 1983-05-28 1986-03-25 Kienzle Apparate Gmbh Heat exchanger with separate helical ducts
US5775412A (en) * 1996-01-11 1998-07-07 Gidding Engineering, Inc. High pressure dense heat transfer area heat exchanger

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2943845A (en) * 1957-10-23 1960-07-05 Jaklitsch Franz Heat exchanger for viscous fluids
EP0069283A1 (de) * 1981-07-07 1983-01-12 Siemens Aktiengesellschaft Kühlkörper zur kombinierten Wärmetausch von Luft und einem flüssigen Medium mit einem gemeinsamen Kühlmedium
US4577683A (en) * 1983-05-28 1986-03-25 Kienzle Apparate Gmbh Heat exchanger with separate helical ducts
US5775412A (en) * 1996-01-11 1998-07-07 Gidding Engineering, Inc. High pressure dense heat transfer area heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE864560C (de) Waermeaustauschvorrichtung
DE2040981B2 (de) Oberflaechengekuehlte wandung fuer stroemungsmaschinen
DE817760C (de) Plattenwaermeaustauscher
DE2318462A1 (de) Waermeaustauscher
DE2053718A1 (de) Wärmeaustauscher
DE3116033C2 (de)
EP0200809A2 (de) Ölfilter mit integriertem Wärmetauscher
EP0286704B1 (de) Wärmetauscher für zwei fluide Medien
DE3513936C2 (de) Kühleinrichtung für einen mehrstufigen Verdichter
DE807939C (de) Waermeaustauscher
DE2613747A1 (de) Roehrenwaermetauscher
DE102006029043A1 (de) Wärmeübertragungseinheit für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102006061440A1 (de) Kühlflüssigkeitskühler
DE3504129C2 (de)
DE202004011489U1 (de) Wärmeaustauscher für Hochtemperatur-Anwendungen, insbesondere Ladeluftkühler
DE3317983C1 (de) Wärmetauscher, insbesondere für die Beheizung eines Fahrgastraumes von Personenkraftwagen
DE2102744A1 (en) Heat exchanger - with flattened oval heat transfer tubes
EP0386131A1 (de) Gegenstrom-wärmetauscher.
DE2736510A1 (de) Waermeaustauscher
DE1105894B (de) Waermeaustauscher mit eng aneinander-liegenden Leitungswegen fuer die beiden Waermeaustauschmittel in einem Block
DE931595C (de) Gegenstrom-Waermeaustauscher
DE2503933A1 (de) Zentralheizungskessel mit mehreren gleichen waermeaustauschelementen
DE102016113137A1 (de) Gas-Fluid-Gegenstromwärmetauscher
DE627518C (de) Waermeaustauschvorrichtung fuer Fluessigkeiten, bei der eine Reihe von gewellten Waermeaustauschelementen nebeneinander angeordnet sind
DE102007008864B4 (de) Wärmeübertragungsvorrichtung