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Ablenker für das Innere von Rohren für Wärmeaustauscher Um den Wärmeaustausch
zwischen zwei Wärmeaustauschmitteln zu verbessern, von denen das eine im Innern:
der Rohre und das andere außen um die Rohre eines Wärmeaustauschers herumströmt,
hat man schon vorge!schlagen, in dem Umkauf :des außen oder innenströmenden Wärmeaustauschmdttels
Richtungswechsel oder auch Änderungen des Druckes und der Geschwindigkeit vorzunehmen.
Ferner ist es bekannt, im Innern eines Wärmeaustauschrohres einen Ablenker für flüssige
oder gasförmige strömende Wärmeaustauschmittel anzuordnen, der durch einen Körper
mit sinuslinienähnlich verlaufender Oberfläche gebildet wird. Dabei sind die sinuslinienähnlichen
Wellungen dadurch hergestellt, @daß im Innern ödes Wärmeaustauschrohres ein zweites
Rohr angeordnet ist, das in gleichen Abständen, aber in senkrecht zueinander verlaufenden
Richtungen senkrecht und symmetrisch zur Rohrachse zusammengedrückt ist. Hierdurch
ergeben sich jeweils um 9o° zueinander versetzte, aber vollkommen periodisch, d.
h. mit gleic'henWellenlängen verlaufende Sinuswellungen am Ablenkkörper; außerdem
sind die Wellungen dabei symmetrisch. d. h. die ansteigenden Äste sind Spiegelbilder
der abfallenden Äste, so daß auch die Torsion des Ablenkkörpers Schraubengänge mit
vom einen bis zum anderen Rohrende gleichbleibender St°igung ergibt. Zur Verbesserung
eines Ablenkkörpers dieser Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß seine Wellungen
aperiodisch und zweckmäßig auch asymmetrisch verlaufen, d. h. die Wellenlänge sich
vom Anfang bis zum Ende des Ablenkers verändert.
Hierdurch werden
Strömungskomponenten erzeugt, die- ein Abreißen der Grenzschicht an der inneren
Rohrwandung des Wärmeaustauschrohres gewährleisten, was den Wärmeaustausch wesentlich
verbessert. Zugleich wird vermieden, daß im inneren Kern. des strömenden Wärmeaustauschmittels
° "-Resonanzschwingungen. auftreten. Alles dies wird mit einem Ablenkkörper mit
periodisch verlaufenden Wellungen nicht erreicht. Vorzugsweise wird der Ablenkkörper
gemäß der Erfindung aus zwei Eisenbändern gebildet; ,die durch Schweißen oder auf
irgendeine andere Art miteinander verbunden und vorher mit aperiodischen Wellungen
versehen worden. sind, wobei der Ablenkkörper als Ganzes noch eine Torsion erhält,
die ihm eine schraubenförmige Gestalt mit einer von einem zum anderen Ende des Körpers
unterschiedlichen Steigung gibt.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel .der Erfindung, und zwar
ist Abb. i im Schnitt ein Wärmeaustauschrohr, in dessen Innerem ein fester Ablenker
gemäß der Erfindung ,angebracht .iist; Abb.2 zeigt im Grundriß einen Abien@kkörper,
der aus zwei Eisenbändern besteht, die gegeneinander gelegt sind; nachdem sie asymmetrisch
gewellt worden sind; Abb. 3 ist der dazugehörige Grundriß; Abb. 4 zeigt im Schnitt
eine Anordnung ähnlich den Abb. 2 ;und 3, im Innern eines Wärmeaust2'uüschrohres;
Abb. 5 ist eine perspektivische Ansieht der Einrichtung nach Abb. 4, die aus zwei
Eisenbändern besteht und die man. einer schraubenförmigen Torsion unterworfen hat,
um die angestrebte Wirkung noch zu verbessern.
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Wie aus Abb. i ersichtlich ist, ist im Innern,des Rohres, a eines
Wärmeaustauschers, das im Innern durch ein zweckmäßig gasförmiges Mittel durchflossen
wird, und zwar in der Richtung des Pfeiles A, ein fester Körper
b angebracht, der voll oder hohl sein kann und. dessen Oberfläche asvmmetrische
und zweckmäßig aperiodische Wellungen aufweist, was _ zur- Wirkung hat, daß Richtungsänderungen,
wie sie durch :die Pfeile B angedeutet sind, in dem inneren Gasstrom erzeugt werden.
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Außerdem weisen die verschiedenen Abstände, welche die innere Wand
des Rohres und die äußere Fläche des Ablenkers b trennen, - Änderungen in dem dem
Durchtritt des Wärmeaustauschmittels dargebotenen Querschnitt auf, und zwar Querschnittsänderungen,
welche bald sich vermindern und bald sieh vergrößern und alles dies in aperiodischer
Weise, wodurch in dem im Innern des Rohres fließenden Mittel die gewünschten Druck-und
Geschwindigkeitsänderungen auftreten, um den Austausch der Wärme mit dem außen um
das Rohr herümfließenden Mittel zu verbessern.
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In: dem in der Zeichnung dargestellten Fall, wo das innere Mittel
A sich erwärmt, indem es das Rohr a des Austauschers durchfließt, muß man für den
Körper b einen mittleren -Querschnitt vorsehen, der im allgemeinen im Sinne der
Stromrichtung sich verringert. Wenn @d-i-ser letztere sich unter der Wirkung der
Erhöhung der Temperatur ausdehnt, so muß der zwischen dem Körper b und der inneren
Wand des Rohres a gelassene Durchgang für das Mittel so verlaufen, daß von links
nach rechts eine Vergrößerung eintritt.
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Eine besonders einfache Ausführungsform des Ablenkers ist in den Abb.
2 und 3 dargestellt.
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Bei dieser sind zwei Eisenbänder c und d vorgesehen, die gewellt oder
sinuslinienartig gebogen sind, und zwar asymmetrisch und zweckmäßig auch aperiodisch,
wie Abb-. 2 zeigt, und die miteinander durch Schweißen beispielsweise bei
e und f verbunden sind. Das Ganze, das eine prismatische Gestalt hat,
wird alsdann, wie Abb.4 zeigt, im Innern. idels@ Rohres a @angeordnet, wo es zur
Folge hat, in dem Ström des Wärmeaustauscbmittels die oben angegebenen- Wirkungen
zu erzeugen.. Der Ablenker c-d gemäß Abb. 4 ist im Gegensatz zu dem nach den Abb.2
und 3 mit zur Achse des Rohres symmetrischen Wellungen verseben.
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Um die gewünschte Wirkung auf den inneren Strom A zu verstärken, können
die gemäß Abb. 2 und 3 miteinander verbundenen. Bänder noch zusammen einer schraubenförmigen
Torsion unterworfen werden, wie es sich aus der schaubildlichen Darstellung "der
Abb. 5 ergibt, wobei gegebenenfalls die Steigung der Schraube von einem Ende: des
Ablenkerkörpers zum anderen veränderlich sein kann. Dem Durchlauf ides Wärmaaustauschmittels
durch das Rohr a wird alsdann eine schraubenförmige Bewegung erteilt, welche einte
besonders wirksame Bespülung der inneren Rohrwand durch das Mittel sichert und dadurch
einen guten Wärmeaustausch durch <die Rdhrwand@ung hindurch.