DE894247C - Waermeaustauscher mit Rippen - Google Patents

Waermeaustauscher mit Rippen

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DE894247C
DE894247C DEH9081A DEH0009081A DE894247C DE 894247 C DE894247 C DE 894247C DE H9081 A DEH9081 A DE H9081A DE H0009081 A DEH0009081 A DE H0009081A DE 894247 C DE894247 C DE 894247C
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ribs
tubes
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pipes
tube
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/14Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally

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

Description

  • Wärmeaustauscher mit Rippen Dias Patent 825 694 bezieht sich auf Wärmetauscher mit parallelen Reihen schachbrettartig gegeneinander versetzter Rohre mit je zwei Rippen, -die zwischen sich und mit ;den Rohren Kanäle bilden, die von einem Wärmeaustauschmittel durchströmt werden, dessen Wärme im Austausch mit einem innerhalb der Rohre umlaufenden Wärmeträger steht. Beim Hauptpatent wurde vo-rgeschlagen, daß die Profile der dort mit ihrer jeweiligen Hauptebene vorzugsweise bangential zur Rob,roberfläche verlaufenden Rippen so gestaltet sind, daß die durch :die Rippen geschaffenen Kanäle zwischen den Rohren Einschnürungen und Erweiterungen aufweisen; diese Querschnittsänderungen ;bewirken Änderungen ,der Geschwindigkeit -und ödes Druckes des äußeren, in den Kanälen umlaufenden Mittels. Außerdem weisen .die auf diese Weise geschaffenen Kanäle Änderungen der Strömungsrichtung auf, die: den Wirkungsgraddes Wärmetauschers gleichfalls günstig beeinflussen.
  • Die weitere Ausbildung der Erfindung bezweckt, einen Wärmetauscher dieser Art z-u schaffen, die hinsichtlich der Strömung des äußeren. Mittels die gleichen Vorteile gewähren, jedoch mit der Besonderheit, daß die Rippenpaare, statt tangential in diametraler Richtung zu je einem Rohr verlaufen, d. h. daß ihre Hauptebene in einer D,iametralebene des zugehörigen Rohres liegt. Um in diesem Falle die Änderungen der Richtung und des Querschnitts der zwischen den diametralen. Rippen gebildeten Kanäle zu schaffen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Rippen eines Paares asymmeirisch gestaltet sind, :d. h. @daß die beiden Rippen ein und desselben Rohres unterschiedliches Profil haben, wobei die eine z. B. dicker als :die andere .sein kann; statt dessen, können nach,der Erfindung die beiden Rippen. zwar symmetrisch . zueinander gestaltet sein, aber in ihrem äußeren Ende eine Verdickung aufweisen, die eine, Einschnürung des Kanals bzw. der benachbarten Kanäle schafft.
  • Das gliche Ziel kann gemäß der Erfindung auch durch eine Asymmetrie in der schachbrettartigen Anordnung der Rohre des Wärmetauschers erreicht werden, wobei der Abstand zwischen zwei nufeinanderfolgen:den Rohrreihen abwechselnd einmal kleiner und einmal größer als im Falle einer regelmäßigen Schachbrettform ist.
  • Mer:dies weist im Falle der Ausführung -der Erfindung in asymmetrischer Schachbrettform ,der allgemeine Strom des in :den Kanälen umlaufend-en Mittels Änderungen in der Strömungsrichtung auf, die geringer als im Falle der vorgenannten bereits vorgeschlagenen Wärmetauscher sind und beliebig klein gemacht werden, können. Diese Anordnung ist in dem Falle von Bedeutung, daß :das äußere, zwischen den Rohren umlaufenide Mittel zwischen diesen mit einer ziemlich hohen, z. B. bei atmosphärischem Druck über 15 m/Sek. liegenden Geschwindigkeit strömt. Der Druckverlust, der vom Durchgang des Mittels durch die Kanäle herrührt, ist dann geringer als im Falle von verhältnismäßig starken Richtungsänderungen.
  • Nachstehend werden an Hand der Zeichnungen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, und zwar zeigt F'ig. r schem-ati:sch im senkrechten Schnitt einen gemäß der Erfindung gestalteten Teil eines Wärmetauschers mit asymmetrischen Rippen, Fig.2 eine abgeänderte Ausführungsform reit symmetrischen Rippen, deren äußere Enden verdickt ausgebildet sind, und Fig. 3 eine andere abgeänderte Ausführungsform mit unregelmäßiger Schachbrettanordnung der Rohre.
  • Gemäß der Zeichnung wird der Wärmetauscher durch parallele Reihen von Rohren agebildet, die schachbrettartig angeordnet sind, d. h. ein Rohr ist,in der Mitte eines rechtwinkligen oderpanallelogrammförmigen Vierecks angeordnet, dessen Ecken von :den vier anderen benachbarten Rohren eingenommen werden. Jedes der Rohre ist mit zwei diametral verlaufenden, Rippen b und c versehen, d. h. die mittlere Ebene einer Rippe liegt in der Ebene eines Rohrdurchmessers des zugehörigen Rohres, und zwar derart, daß .die untere Rippe c in der Nähe der oberen Rippet b des @daruntergelegenen Rohres endet und zwischen :den Rohreh sinuslinienartig verlaufende Kanäle A gebildet werden, durch :die glas äußere Mittel strömt, das irr- Austausch mit den im Innern der Rohre a umlaufenden Wärmeträger steht.
  • Gemäß der Erfindung sind,die Rippen, b, c unterschiedlich bzw. asymmetrisch gestaltet, .d. h. :die oberen Rippen b haben :ein von den Rippen c abweichendes; und genauer gesagt, verdicktes Profil. Zwischen der Verdickung jeder Rippe b und dem benachbarten Rohr a erhält der Kanal A dann einen verengten Querschnitt, der bei C, D- durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht ist. Wie ersichtlich, erfährt das im Kanal A strömende Mittel an jeder Durchtrittsstelle C, D eine Einschnürung, auf die eine Ausdehnung auf der Strecke folgt, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bereichen von Verengungen C, D liegt. Die an den Rohren vorgesehenen Rippen b, c 'können Hohl- oder Vollrippen sein, :die auf irgendeine geeignete Weise an das Rohr angeschlossen oder angeschweißt sind, oder es kann: das Rohr a mit den Rippen. b und c einstückig hergestellt sein.
  • Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die Rippen b, c zueinander symmetrisch, -d. h. sie haben gleiche Profile; siebesitzen aber an ihren äußeren Enden je eine Verdickung d, derart, :daß .diese senkrecht zur Rippenebene bzw. in ihrer Höhenlage in jedem Kanal A die :Eiinschnürungszone C, D des Kanals zwischen sich und :dem gegenüberliegenden Teil des benachbarten Rohres a bildet. Wise ersichtlich, erhält .durch :diese Anordnung jeder Kanal A wie beider vorgenannten Ausführungsform eine Reihe von Verengungen C, D, die: durch Teile mit erweitertem Querschnitt voneinander getrennt sind.
  • Bei der Ausführungsform nach Fvg. 3 wird das gleiche Ziel mittels symmetrischer und nicht verdickter Rippen b, c erreicht, und zwar durch eine asymmetrische Schachbrettanordnung der Rohre. Mit anderen Worten. sind die Rohre zwar stets in waagerechten Reihen angeordnet, jedoch ist die zweite Reihe Y-Y der ersten längs der Ebene X-X verlaufienderi Reihe stärker als der unteren nach der Linie Z-Z verlaufenden Reihe genähert. Hieraus ergibt sich"daß sich jedes Rohr nicht mehr in der Mitte eines Rechtecks 'befindet, .dessen Ecken von :den vier benachbarten Rohren eingenommen werden. Der Abstand x zwischen den. Ebenen X-X und Y-Y ist kleiner als der Abstand y zwischen :den Ebenen Y-Y und Z-Z, und die gleiche AnoTdnung wiederholt sich über die ganze Höhe ,des Wärmetauschers. Vermöge dieser Anordnung besitzen .die zwischen den Rippen und ,den, Rohren gebildeten Kanäle Einschnürungen C, D an Aden in :der Zeichnung angegebenen, ungefähr in der Höhe der Anschlußstelle jeder oberen Rippe b an :das zugehörige; Rohr liegenden Stellen..
  • Das in den Kanälen A strömende Mittel erfährt außerdem Änderungen seiner mittleren, Strömungsrichtung, d. h. das Mittel folgt z. B. im Falle der Fig.3 zwischen zwei Einschnürungen im wesentlichen der Richtung des als strichpunktierte Linie gezeichneten Pfeiles F und dann in der Nähe jeder Einschnürung im wesentlichen der Richtung des als strichpunl<:tierte Linie gezeichneten Pfeiles G. -Der zwischen .den .beiden Pfeillinien gebildete Winkel a gibt ein Maß für die Änderung der Richtung. Im Fälle einer regelmäßigen Schachbrettanordnung wird der Winkel zwischen den beiden Pfeilen F und G ein Maximum; wie ersichtlich, bilden im Falle der in F'ig. 3 gezeigten unregelmäßigen Schachbrettanordnurng die Pfeile F, G miteinander,einen Winkel a, der .in dem Maße abnimmt, in dem x kleiner wind.
  • Wenn das außen strömende Mittel eine große z. B. über 15 m/Sek. (bei atmosphärischem Druck) liegende Geschwindigkeit besitzt, ist anzustreben, die Stärke der Richtungsänderung zu verringern, um die auf diesen beruhenden Leistungs- oder Durchsatzverluste zu vermeiden.
  • Man. kann somit durch geeignete Wahl der Unregelmäßigkeit .der Schach:brettanordnung eine beliebig starke odier geringe Richtungsänderung herbeiführen.
  • Selbstverständlich sind Abänderungen von Einzelheiten in der Ausführung der Erfindung in deren Rahmen möglich, und insbesondere könnte man die verschiedenen vorgesehenen Ausführungsformen miteinander kombinieren, nämlich asymmetrische Gestaltung :der Rippen mit unregelmäßiger Schachbrettform, um alle diejenigen Kanalprofile und Richtungsänderungen zu ,erhalten, welche gegebenenfalls für einen Wärmetauscher günstig sind.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmetauscher mit parallelen Reihen. von, schachbrettartig gegeneinander versetzten Rohren mit je zwei Rippen, die zwischen sich und mit den Rohren. vom äußeren Wärmeaustauschmittel durchströmte Kanäle bilden, die Einschnürungen, anschließende Erweiterungen und Richtungsänderungen aufweisen, nach Patent Nr. 825 694, dadurch gekennzeichnet, daßdie Profile der diametral zu je einem Rohr verlaufen-,den Rippen oder .die Schachbrettanor ,dnung der Rohre oder beide Asymmetrien bzw. Ver-,dickungen aufweisen, die die Veränderungen des Querschnitts der zwischen :den Rippen, und dien benachbarten Rohren. gebildeten Kanäle schaffen.
  2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch i, dadurch. gekennzeichnet, daß eine der an jedem Rohr vorgesehenen Rippen ;eindickeres Profil als ,die zweite Rippe des gleichen Rohres besitzt.
  3. 3. Wärmetauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß beide an jedem Rohr vorgesehenen Rippen gleiches Profil haben, aber eine Verdickung .an ihren äußeren Enden aufweisen. q.. Wärmetauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, :d@aß die Rippen gleiches Profil haben, aber eine asymrnetrische, Schachbrettanondnung durch Versetzung einer Rohrrehe -gegenüber zwei benachbarten Rohrreihen @derart. gebildet wird, daß die aufeinanderfolgen-.den Abstände zwischen. zwei Rohrreihen. abwechselnd kleiner und größer als bei einer symmetrischen Schachbrettanordnu-ng sind.
DEH9081A 1950-07-13 1951-07-13 Waermeaustauscher mit Rippen Expired DE894247C (de)

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DEH9081A Expired DE894247C (de) 1950-07-13 1951-07-13 Waermeaustauscher mit Rippen

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DE (1) DE894247C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1024991B (de) * 1953-11-18 1958-02-27 Ind Companie Kleinewefers Kons Kuehler, insbesondere fuer schwefelhaltige Abgase mit hohem Staubgehalt
DE1039543B (de) * 1955-08-30 1958-09-25 Saba Gmbh Waermeaustauscher, insbesondere luftgekuehlter Kaeltemittelverfluessiger

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1024991B (de) * 1953-11-18 1958-02-27 Ind Companie Kleinewefers Kons Kuehler, insbesondere fuer schwefelhaltige Abgase mit hohem Staubgehalt
DE1039543B (de) * 1955-08-30 1958-09-25 Saba Gmbh Waermeaustauscher, insbesondere luftgekuehlter Kaeltemittelverfluessiger

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