DE9203670U1

DE9203670U1 - Fin heat exchanger

Info

Publication number: DE9203670U1
Application number: DE9203670U
Authority: DE
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1992-05-21
Anticipated expiration: 2002-03-17

Description

Joh. Vaillant GmbH u. Co. GM 1059Joh. Vaillant GmbH u. Co. GM 1059

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lamellenwärmetauscher mit einem von einem zu erwärmenden Medium durchströmbaren Rohr, in dessen Innerem eine einen Drall des durchströmenden Mediums erzeugende Einrichtung angeordnet ist, die durch in die Innenwand des Rohres 1 eingearbeitete, entlang von Schraubenlinien verlaufende Rippen 3 gebildet ist.The invention relates to a plate heat exchanger with a tube through which a medium to be heated can flow, in the interior of which a device is arranged which generates a swirl of the medium flowing through, which is formed by ribs 3 which are incorporated into the inner wall of the tube 1 and run along helical lines.

Durch die EP-Bl-184 544 wurde ein solcher Wärmetauscher bekannt. Bei diesem ist ein Rohr mit elliptischem Querschnitt vorgesehen, in dem eine Wendel, die durch einen um seine Längsachse verdrillten Blechstreifen gebildet ist, dessen Längsränder wellenlinienförmig ausgebildet sind.Such a heat exchanger was made known through EP-Bl-184 544. This involves a tube with an elliptical cross-section in which a spiral is formed by a sheet metal strip twisted around its longitudinal axis, the longitudinal edges of which are wavy.

Bei diesem Wärmetauscher ergibt sich der Vorteil, daß das durch das Rohr strömende Medium in einen entsprechenden Drall versetzt wird und daher jeder Querschnittsbereich des durch das Rohr strömenden Mediums abwechselnd an wärmeren und kühleren Zonen des Rohres entlang strömt. Dadurch kommt es zu einer Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung über das Rohr und damit auch über die an diesem angeordneten Lamellen.The advantage of this heat exchanger is that the medium flowing through the pipe is given a corresponding swirl and therefore each cross-sectional area of the medium flowing through the pipe flows alternately along warmer and cooler zones of the pipe. This results in a more even temperature distribution across the pipe and thus also across the fins arranged on it.

Allerdings erfordert die Herstellung eines solchen Wärmetauschers einen sehr erheblichen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand.However, the manufacture of such a heat exchanger requires considerable design and manufacturing effort.

Weiters wurde durch die DE-OS 38 15 095 ein Wärmetauscher mit einem Rohr vorgeschlagen, dessen Innenwand mit Rippen versehen ist, die eine Steigung schräg zur Längsachse des Rohres aufweisen, wobei diese Rippen zur Verbesserung der Wärmeübertragung dienen, Dimensionierungen aber fehlen.Furthermore, DE-OS 38 15 095 proposed a heat exchanger with a tube whose inner wall is provided with ribs that have a slope oblique to the longitudinal axis of the tube, whereby these ribs serve to improve heat transfer, but dimensions are missing.

Ziel der Erfindung ist es, einen Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich relativ einfach herstellen läßt und gute Wärmeübertragungseigenschaften aufweist.The aim of the invention is to propose a heat exchanger of the type mentioned at the outset which is relatively easy to manufacture and has good heat transfer properties.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Rippenhöhe etwa doppelt so hoch ist wie die Rippenbreite und die Rippenzwischenräume größer als das Fünffache der Rippenbreite sind.According to the invention, this is achieved in that the rib height is approximately twice as high as the rib width and the spaces between the ribs are larger than five times the rib width.

Auf diese Weise wird ebenfalls ein Durchströmen des Rohres entlang einer Schraubenlinie sichergestellt. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß auf Montagearbeiten, wie sie bei der bekannten Lösung durch den Einbau der Wendel in das Rohr erforderlich sind, verzichtet werden kann. Außerdem kann bei der erfindungsgemäßen Lösung auch ein im Querschnitt rundes Rohr verwendet werden. Dabei ist es lediglich erforderlich, in dieses Rohr die entsprechenden Züge einzuarbeiten. Dies kann in bekannter Weise durch entsprechendes Ziehen der Rohre auf einfache Weise erreicht werden.In this way, flow through the pipe along a helical line is also ensured. The proposed measures have the advantage that assembly work, such as that required in the known solution by installing the spiral in the pipe, can be dispensed with. In addition, a pipe with a round cross-section can also be used in the solution according to the invention. All that is required is to work the corresponding grooves into this pipe. This can be achieved in a simple manner in the known manner by pulling the pipes accordingly.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Züge gleichmäßig über den Umfang des Rohres verteiltAccording to a further feature of the invention, it can be provided that the grooves are evenly distributed over the circumference of the pipe

angeordnet sind, wobei die Rippen 3 eine Höhe von etwa 2 nun bei 20 mm Innenrohrdurchmesser aufweisen.are arranged, wherein the ribs 3 have a height of about 2 mm with an inner tube diameter of 20 mm.

Auf diese Weise wird erreicht, daß praktisch der gesamte äußere Bereich des durch das Rohr strömenden Mediumstranges in einen Drall versetzt wird. Dies führt auch zu einer starken Vermischung des durch das Rohr strömenden Medium-Stranges. Damit wird ein hohes Maß an Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung in den Wänden des Rohres erreicht. Letzteres verhindert auch das Entstehen von Siedegeräuschen, da eben die Wärme von wärmeren Stellen des Rohres rasch abgeführt wird.In this way, practically the entire outer area of the medium flowing through the pipe is given a twist. This also leads to a strong mixing of the medium flowing through the pipe. This achieves a high degree of uniformity in the temperature distribution in the walls of the pipe. The latter also prevents the occurrence of boiling noises, since the heat is quickly dissipated from warmer parts of the pipe.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the remaining subclaims.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 3 Querschnitte durch verschiedene Rohre für einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher für einen gasbeheizten Wasserdurchlauferhiter.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Figures 1 to 3 show cross sections through various tubes for a heat exchanger according to the invention for a gas-heated water heater.

Das Rohr 1, an dessen Außenmantel 5 nicht dargestellte Lamellen gehalten sind, weist in seiner Innenwand 2 Rippen 3 auf, die über den Umfang der Innenwand 2 des Rohres 1 verteilt angeordnet sind. Diese Rippen 3 verlaufen entlang von Schraubenlinien. Dabei verbleiben zwischen benachbarten Rippen 3 nur Rippenzwischenräume 4, die größer sind als die fünffache Breite 7 der Rippen, die etwa 2 mm stark sind.The tube 1, on whose outer casing 5 slats (not shown) are held, has ribs 3 in its inner wall 2, which are distributed over the circumference of the inner wall 2 of the tube 1. These ribs 3 run along helical lines. Between adjacent ribs 3 there remain only rib gaps 4 that are larger than five times the width 7 of the ribs, which are approximately 2 mm thick.

Durch diese Rippen 3 wird dem durch das Rohr 1 strömenden Wasser ein Drall erteilt, wodurch es zu einer Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung im Rohr und zu einem höheren Wärmeübergang kommt.These ribs 3 impart a swirl to the water flowing through the pipe 1, which results in a more even temperature distribution in the pipe and a higher heat transfer.

Die Rippen 3 sind bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 durch in das Innere des Rohres 1 eingedrückte Wandabschnitte aus Aluminium, Kupfer- oder Edelstahlblech gebildet, wobei diese Wandabschnitte unterschiedlich stark eingedrückt sein können, wie ein Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt.In the embodiments according to Figs. 1 and 2, the ribs 3 are formed by wall sections made of aluminum, copper or stainless steel sheet that are pressed into the interior of the tube 1, whereby these wall sections can be pressed in to different degrees, as a comparison of Figs. 1 and 2 shows.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 sind die Rippen 3 durch Ausformungen der Rohrwand gebildet, indem das Rohrprofil gezogen wurde. Der Innendurchmesser der Wärmetauscherrohre ist gleich oder größer als 20 mm. Das Verhältnis der Rippenhöhe 6 zum Rohrinnendurchmesser 8 beträgt wenigstens 0,1: 1. Der Drallsteigungswinkel liegt zwischen 10° und 30°.In the embodiment according to Fig. 3, the fins 3 are formed by shaping the tube wall by drawing the tube profile. The inner diameter of the heat exchanger tubes is equal to or greater than 20 mm. The ratio of the fin height 6 to the tube inner diameter 8 is at least 0.1:1. The swirl pitch angle is between 10° and 30°.

Claims

Joh. Vaillant GmbH u. Co. GM 1059 CLAIMS

1. Fin heat exchanger with a tube through which a medium to be heated can flow, in the interior of which a device is arranged which generates a swirl in the medium flowing through, which is formed by fins (3) incorporated into the inner wall of the tube (1) and running along helical lines, characterized in that the fin height is approximately twice as high as the fin width and the spaces between the fins are larger than five times the fin width.

2. Plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that the ribs (3) are evenly distributed over the circumference of the tube (1), the ribs (3) having a height of approximately 2 mm for an inner tube diameter of 20 mm.

3. Fin heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio between fin height and tube inner diameter is at least 0.1:1.

4. Plate heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the swirl angle of the ribs (3) is between 10° and 30°.