DE960640C

DE960640C - Rippenrohr fuer einen Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE960640C
Application number: DESCH11304A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Adolf Schild
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-12-19
Filing date: 1952-12-19
Publication date: 1957-08-29

Description

Die Erfindung¹ betrifft ein Rippenrohr für* einen Wärmeaustauscher, bei dem ein Draht auf ©in Kernrohr aufgewickelt und mit diesem in metallisch leitende Verbindung· gebracht ist.

Drei Gründe sprechen für die Verwendung von Rippenrohren im Apparatebau: erstens die billige Wärmeaustauschfläche, zweitens das kleine Bauvolumen, drittens die leichte Konstruktion.

Gerippte Oberflächen, finden insbesondere dort Eingang, wo die Wärtneübergangszahlen der in Wärmeaustausch; stehenden Medien verschieden · sind. In solchen Fällen versucht man durch die Anwendung der Rippenrohre das Produkt aus der Wärmeübergangszahl einerseits mit der Fläche andererseits für beide S eiten des Wärmieaustauschers gleich groß zu halten, um auf diese Weise dem technischen und wirtschaftlichen Optimum nahe zu kommen. Zur Flächenvergrößerung werden die Rohre meistens mit Bändern umwickelt, bei denen die Höhe ein Vielfaches der Bandbreite beträgt. Man erhält auf diese Weise ein© außerordentlich starke Flächenvergrößerung, die jedoch in diesem Ausmaß in vielen praktischen Fällen nicht erforderlich ist. Bei kleinen Übersetzungsverhältnissen zwischen direkter und indirekter Fläche sind die meisten, Rippenrohrwickelverfahren zu unwirtschaftlich; auch werden bei üblichen Rippernquerschnitten Rippenwirkungsgrade erhalten, die

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stets kleiner als ι sind. Dabei wird unter dem Rippenwirkungsgrad! die Temperaturdifferenz zwischen dar' mittleren Rippentemperatur' und der Umgebungstemperatur im Verhältnis, zur Differenz zwischen Kernrohroberflächentemperatur und Umgebungstemperatur verstanden. Dieser aus den beiden, Temperaturdifferenzen gebildete Quotient wird um so schlechter, je ungünstiger die Wärmeleitungsverhältnisse in den Rippen sind, so daß hierdurch

ίο der Erfolg des Bewickeins mehr¹ oder weniger aufgehoben werden kann.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, ein Rippenrohr zu schaffen, das einerseits bei einem Flächenverhältnis bis zu etwa, dem Zweieinhalbfachen im einfachen Verfahren herzustellen ist und bei dem andererseits der vorerwähnte Rippenwiikungsgradi nahezu 1 ist. Dabei bedeutet die zweite Forderung, daß die Rippen praktisch die Temperatur des Kernrohres aufweisen sollen.

Ein Rippenrohr für einen Wärmeaustauscher, bei dem ein Draht auf ein Kernrohr aufgewickelt und mit diesem dn metallisch leitende Verbindung gebracht ist, wird nun gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß bei einem auf seiner ganzen Erstreckung mit dem glatten Kernrohr in metallisch leitender Verbindung stehendem Draht der Durchmesser eines runden Drahtes oder der Durchmesser des einen profiliertein Draht umschreibenden· Kreises gleich oder kleiner als 0,1 des inneren, Durchmessers ist und! daß die durch die Drahtwendelsteigung gegebene Rippenteilung gleich oder kleiner ist als das Vierfache des Draht- oder Kreisdurchmessers.

Es ist an sich bereits bekannt, auf das Kernrohr eines Wärmeaustauschers einen Draht aufzuwickeln und eine metallisch leitende Verbindung¹ zwischen Draht und Kernrohr herzustellen. Dabei wurde jedoch ein, gewelltes Kernrohr benutzt, mit dessen schraubenförmigen Erhöhungen sich der aufgewickelte Draht derart kreuzte, daß er diese nur an den höchsten. Stellen berührtei. Im Gegensatz dazu wird gemäß der Erfindung ein glattes Rohr benutzt, auf dessen Oberfläche der Draht überall mit metallisch leitender Verbindung aufliegt. Bei der bekannten Ausführung hat mian also eine Punktberührung, und die Wärme muß sich von dem Berührungspunkt erst über den ganzen Draht verteilen, der demgemäß eine wesentlich andere Temperatur aufweisen wird als das Rohr. Beim Erfindungsgegenstand hat man dagegen überall eine metallisch leitende Verbindung, so daß der Draht praktisch an allen Stellen die gleiche Temperatur hat wie das Rohr. Bei der bekannten Anordnunghat man eine indirekte Wärmeübertragung vom Rohr auf den Draht und vom Draht auf die Flüssigkeit, während beim Erfindungsgegenstand die Wärmeübernahmie unmittelbar zwischen der aus Rohr und Draht bestehenden thermischen Einheit einerseits- und der Flüssigkeit andererseits erfolgt. Ferner vermeidet die Erfindung· die BiI-dung von toten Winkeln in dien Rohrrillen. Darüber hinaus werden durch die Erfindung bestimmte· Abmessungsverhältnisse gegeben, welche durch das einfache Mittel des Bewickeins mehr als eine Verdoppelung der Oberfläche herbeiführen).

Die Herstellung der erfindungsgemäßen drahtbewickelten Rohre kann, in Anlehnung an: bekannte Bandwickdverfahren vorgenommen werden. Dabei läßt sich die metallische Verbindung durch Verlöten des Drahtes mit dem Kernrohr erreichen!. Es ist hierbei von untergeordneter Bedeutung, ob das Verlöten z. B. durch Vorverzi'imen des- Kernrohres selbst oder durch Vorverzinnen des gewickelten Drahtes oder durch Tauchen des· bewickelten Rippenrohres jm Vollbad erfolgt. In allen. Fällen wird die Linienberührung des an sich runden oder profilierten Drahtes mit dem Kernrohr ersetzt durch einen breiten Fuß.

Ein Ausführungsbeispiel des Rippenrohres ist in der Zeichnung wiedergegeben, wobei Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Rohrende und! Fig. 2 eine· vergrößerte Teilansicht des. Axialschnittes zeigen. In beiden Figuren sind das Kernrohr mit 1 und! der aufgewickelte Draht mit 2 bezeichnet. Gemäß Fig. 1 ist der Draht 2 um das am'oberen Ende erweiterte Kernrohr 1 schraubenförmig herumgewickelt. Fig. 2 erläutert schematisch, .wie die seitlichem Zwischenräume zwischen dem Kernrohr ι und dem Draht 2 durch Lötmetall 3 ausgefüllt sind, um eine gute thermische Verbindung zwischen beiden Teilen zu erhalten.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Rippenrohr für einen Wärmeaustauscher, bei dem ein Draht auf ein Kernrohr- aufgewickelt und mit diesem in metallisch, leitende Verbindung gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem auf seiner ganzen Erstreckung mit denn glattem Kernrohr in metallisch leitender Verbindung stehenden Draht der Durchmesser eines runden Drahtes oder der Durchmesser des- einen profilierten Draht umschreibenden Kreises gleich oder kleiner als 0,1 des Kernrohrdurchmessers ist und daß die durch die Drahtwendelsteigung gegebene Rippenteihing gleich oder kleiner ist als das Vierfache des Draht- oder Kreisdurchmessers.

In Betracht gezogene Druckschriften;:
Deutsche Patentschriften Nr. 78443, 319847; französische Zusatzpatentschrift Nr. 40 915.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 656/339 9.56 (709 651/19 8.57)