DE943948C

DE943948C - Waermeaustauscher in Radiatorenform mit laengsachsig durchstroemten, parallel geschalteten Kuehlgliedern

Info

Publication number: DE943948C
Application number: DEL15022A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Viktor Aigner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-03-24
Filing date: 1953-03-24
Publication date: 1956-06-07

Description

Wärmeaustauscher in Radiatorenform mit längsachsig durchströmten,-parallel geschalteten Kühlgliedern Es sind Wärmeaustauscher bekannt, bei denen das Kühlmittel mehrere parallel geschaltete, meist gleichartig geformte Kühlglieder der Länge nach durchströmt. Die Kühlmittelzufuhr für die zu einer sogenannten Radiatorengrüppe zusammengefaßten Kühlglieder erfolgt an deren oberem Ende durch ein gemeinsames Verteilerrohr, während die Rückführung durch ein gleichartiges Rohr am unteren Ende erfolgt. In Fig. i der Zeichnung ist eine solche Radiatorengruppe beispielsweise für die Transformatorenkühlung schematisch dargestellt, mit den Längsströmungswiderständen R und den Querwiderständen r zwischen je zwei Kühlgliedern. Es läßt sich nun nachweisen, daß die Strömung durch die einzelnen Glieder einer Radiatorengruppe um so ungleichmäßiger wird, je größer das Verhältnis Y der Querwiderstände r zu den Längswiderständen Die ungünstige Strömungsverteilung besteht darin, daß die kesselseitigen Glieder das Mehrfache an Kühlmittel in der Zeiteinheit führen, im Vergleich zu den außenliegenden Gliedern, die um so "schlechter versorgt werden, je größer die Gliederzahl ist und je kürzer die Radiatoren sind. Außerdem sinkt der Öldurchsatz in den äußeren Gliedern relativ zu den kesselseitigen Gliedern mit steigendem Gesamtöldurchsatz, so daß die Ölversorgung der äußeren Glieder in zweifacher Hinsicht benachteiligt ist.
Es ist also bei vielgliedrigen Radiatoren, insbesondere bei solchen mit niedriger Bauhöhe besonders wichtig, die Kühlmittelversorgung der äußeren Glieder zu verbessern, zumal das äußerste Glied nicht nur durch Konvektion, sondern auch durch Strahlung Wärme abgibt, also eine besonders gute Kühlmittelver sorgung braucht.-Diese - Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlmittclverteilerrohre durch einen parallel liegenden Zusatzkanal strömungsmäßig überbrückt sind. Bei Radiatoren für die Transformatorkühlung wird man z. B. auf das Verteilerrohr, das die Ölverteilung auf die einzelnen Kühlglieder vornimmt, noch ein weiteres Rohr aufsetzen, das sein Öl kesselseitig erhält und den äußersten Kühlgliedern unmittelbar zuführt. Dadurch werden die Strömungswiderstände r überbrückt und das Öl den äußeren Gliedern in ungestörtem Strom, also mit geringem Strömungswiderstand zugeführt. Dieser Zusatzkanal, der insbesondere für den Ölzufluß, jedoch auch für den Ölabfluß in Frage kommt, also sowohl am oberen als auch am unteren Verteilerrohr anzubringen ist, kann aus einem vollständigen Rohr, aber auch aus einem Teilrohr bestehen, das strömungsmäßig das Verteilerrohr überbrückt. Der Zusatzkanal kann kreisförmige oder rechteckige Querschnitte oder Teile solcher Querschnitte besitzen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 2 bis 5 dargestellt, und zwar in Anwendung für die Kühlung der Isolierflüssigkeit von Transformatoren. Gemäß Fig. 2 besteht der Wärmeaustauscher aus einer Radiatorengruppe mit den längsachsig durchströmten, parallel geschalteten Kühlgliedern z. Die Isolierflüssigkeit, z. B. Öl oder ein anderes geeignetes Mittel, wird den Kühlgliedern an ihrem oberen Ende durch ein Verteilerrohr 2 in der durch Pfeile angedeuteten Weise zugeführt. Die Rückführung erfolgt am unteren Ende über ein entsprechendes weiteres Verteilerrohr. Der Anschluß der Verteilerrohre am nicht dargestellten Transformatorkessel kann mittels Flanschen' 3, oder sonst in üblicher Weise erfolgen. Die Verteilerrohre sind je durch parallel zu ihnen liegende Zusatzkanäle 4 strömungsmäßig überbrückt, die an beiden Enden mit dem Verteilerrohr verbunden sind. Der Zusatzkanal kann auch unmittelbar auf das Verteilerrohr aufgeschweißt sein. Er besteht aus einem Teil eines Rohres mit Kreisquerschnitt, kann aber ebensogut aus einem U-förmig gebogenen Blech bestehen. Der Ölzu- und -abfluß erfolgt durch entsprechende Öffnungen im Verteilerrohr. Bei dieser Anordnung muß das gesamte Öl durch die ursprüngliche Flanschöffnung hindurchtreten.
In Fig. 3 ist der Flansch 3 oval ausgebildet, so daß der Zusatzkanal 4 durch eine eigene Öffnung j im Flansch sein Öl bezieht bzw. abgibt, ebenso wie dies beim Verteilerrohr 2 der Fall ist. Diese Lösung fordert einen verlängerten Flansch; soll dieser vermieden werden, so zeigt Fig.4 eine Möglichkeit hierzu. Der kreisförmige Flansch 3 ist im Bereich des Zusatzkanals 4 ausgefräst, so daß eine Art Schrägnut entsteht und das Öl aus dem Zusatzkanal sowohl in das Verteilerrohr als auch durch den Flansch unmittelbar in 'den Kessel eintreten kann. Die Dichtungsfläche des Flansches ist durch diese Anordnung nur geringfügig in einem schmalen Bereich herabgesetzt. Die dargestellten Anordnungen gelten sinngemäß auch dann, wenn die Flansche nicht an einem Ende an die Verteilerrohre, sondern z. B. in deren Mitte angeschlossen sind.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Hier ist die Ölversorgung derart aufgeteilt, daß das Öl durch den normalen Flansch 3 in das Hauptverteilerrohr 2 eintritt und die zunächst liegenden Kühlglieder mit Öl versorgt. Ein Zweigstrom des Öls tritt unmittelbar hinter dem Flansch aus dem Hauptrohr nach oben zu aus und strömt in zwei zusätzlicheKanäle 5 und 6, die übereinanderliegen. Sie sind mit dem Hauptrohr zu einer Einheit verschweißt, wie der Schnitt an Stelle A-B zeigt. Der untere Kanal 5 versorgt die mittleren Kühlglieder, der obere Kanal 6 versorgt die äußeren Kühlglieder, wie die Strömungspfeile andeuten. Das Hauptrohr besitzt in der Mitte und am Ende oben Öffnungen, die den Kanalquerschnitten entsprechen und sich über mehrere Kühlglieder erstrecken. Der obere Kanal ist jenseits der Mitte auf das Hauptrohr heruntergezogen. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Kühlglieder von drei Stellen aus versorgt werden, wodurch der hohe Druckabfall zwischen Flansch und äußerstem Glied wesentlich herabgesetzt wird. Die Anordnung kann analog am unteren Ende der Radiatoren vorgesehen werden, sie ist jedoch am Zu-laufrohr, also am oberen Ende, von besonderer Bedeutung, weil dort der Druckabfall wesentlich größer ist als im Ablaufrohr.
Der Öleintritt aus dem Hauptrohr in die Zusatzkanäle wird dadurch erzielt, daß das Hauptrohr ab Flansch bis zum ersten Kühlglied an oberster Stelle längs und ebenso bis zum horizontalen Durchmesser quer aufgeschnitten wird. Die dadurch entstehenden Teile werden nach oben hochgebogen und mit den Zusatzkanälen verschweißt. Die Zusatzkanäle erhöhen die mechanische Festigkeit des Radiators und gestatten die Verwendung einer größeren Gliederzahl. Im Prinzip kann die Anordnung auf weitere Zusatzkanäle ausgedehnt werden. Die Querschnitte der Zusatzkanäle können mit der Länge der Kanäle wachsen. Dem obersten Kanal, der die äußersten Glieder versorgt, ist demnach der größte Querschnitt zu geben. Dadurch, daß alle Kanäle mit dem Hauptrohr in Verbindung stehen, tritt ein Druckausgleich ein, so daß sich die günstigste Ölversorgung der Kühlglieder von selbst einstellt.
Der lichte Durchmesser des Flansches ist nach Möglichkeit dem Gesamtströmungsquerschnitt anzupassen, während sein lichter Querschnitt gemäß Schnitt A-B länglich gestaltet werden kann, was für das Zu- und Abströmen der Kühlluft zweckmäßig ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Wärmeaustau.scher in Radiatorenform mit längsachsig durchströmten, parallel geschalteten Kühlgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelverteilerrohre durch einen oder mehrere parallel liegende Zusatzkanäle strömungsmäßig überbrückt sind. ?.
Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkanal als Rohr mit Kreisquerschnitt am Anfang (Flanschseite) und am Ende mit dem Verteilerrohr verbunden ist.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkanal den Rücken des Verteilerrohres zum Teil als Wandbenutzt und mit dem Verteilerrohr am Anfang und Ende strömungsmäßig über Aussparungen im Verteilerrohr verbunden ist. q..
Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkanal über einen ovalen Flansch gemeinsam mit dem Verteilerrohr an den Kessel angeschlossen ist.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß.flansch kreisförmig und im Bereich des Zusatzkanals mit einer Schrägnut versehen ist, durch die das Kühlmittel dem Zusatzkanal zufließt bzw. aus ihm austritt.
6. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkanal mehrteilig ausgebildet ist und die Teilkanäle die mittleren bzw. die äußeren Kühlglieder versorgen.
7. Wärmeaustauscher nach Anspruic'h i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkanäle übereinander angeordnet sind und der obere Kanal hinter der Radiatorenmitte auf das Hauptverteilerrohr heruntergezogen ist. B. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilungen in Zusatzkanäle nur am oberen Verteilerrohr vorgesehen sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 533 i57-