DE596871C

DE596871C - Rippenrohr fuer Waermeaustauscher mit aus der Rippenebene herausgedrueckten Flaechen

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Publication number: DE596871C
Application number: DE1930596871D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-10-09
Filing date: 1930-10-09
Publication date: 1934-05-11

Description

itheek
iligendom

19 JUN. 1934

h-J.

AUSGEGEBEN ABI. 11. MAI 1934

Bei Wärmeaustauschvorrichtungen, z. B. Kühlern für die Kreislaufluftkühlung elektrischer Maschinen, Fahrzeugkühlern usw., sowie bei Heizvorrichtungen vergrößert man die luftberührte Außenwand der Wärmeaustauschrohre durch Aufsetzen von Rippen geeigneter Größe auf ein Mehrfaches der von dem Heiz- bzw. Kühlmittel durchströmten Innenfläche der Rohre, um auf diese Weise den Wärmeübergang auf der Außenseite (Luftseite) zu steigern und so die Gesamtleistung des Wärmeaustauschers entsprechend zu erhöhen. Bei solchen Wärmeaustauschern wird' das die Rohre außen beaufschlagende Medium durch natürlichen oder künstlichen Zug, insbesondere mittels eines Ventilators, zwischen den Leitwände bildenden Rippen,

also senkrecht zur Rohrachse, zwangsläufig

■ hindurchgeführt.

· Bei derartigen Rippenrohren findet nun wegen der Bildung einer sog. Grenzschicht nahe den Rippenflächen keine vollkommene Ausnutzung der Rippenoberflächen für den Wärmeaustausch statt. Erfindungsgemäß sollen zur Verhinderung der Bildung dieser Grenzschicht an den Rippenflächen, also zur besseren Ausnutzung der Rippenoberfläche für die Zwecke des Wärmeaustausches, aus der Rippenebene sehr kleine Flächen herausgestanzt werden, die parallel oder unter einem spitzen Winkel zu dem senkrecht zur Rohrachse zwischen den Rippen zwangsläufig hindurchgeführten Luftstrom gestellt sind. Auf diese Weise werden die zwischen den Rippen hindurchgeführten Teilluftströme beim Auftreffen auf die Kanten der ausgestanzten Flächen wiederholt aufgeteilt und unter Erzielung kleiner Örtlicher Wirbel an die Rippenoberfläche herangebracht, so daß je nach der Zahl der in Richtung des Luftstromes ' aufeinanderfolgenden Ausstanzungen entweder eine Grenzschicht überhaupt nicht auftreten kann oder aber nach ihrer Bildung sofort und in ständiger Wiederholung aufgerissen wird. Dadurch wird wiederum eine erhebliche Steigerung des Wärmeaustausches auf der Luftseite erzielt, ohne daß der Widerstand nennenswert erhöht wird.

An sich ist die Aufgabe bekannt, die BiI-dung einer Grenzschicht bei Rippen von. Wärmeaustauschern zu vermeiden, und man hat auch bereits in der Literatur ein Mittel angegeben, durch welches die Aufgabe gelöst werden soll. So hat man bei einem zur Kühlung von Verbrennungsmaschinen bestimmten Wärmeaustauscher aus den eine größere Anzahl von Rohren umschließenden Rippenplatten abwechselnd dachartig und halbzylindrisch geformte Flächen herausgebogen, so daß gewissermaßen zwischen benachbarten Rohrreihen entsprechend geformte, ständig unterbrochene Querkanäle für die Luftführung entstanden. Hierbei erfährt die Luft ständige Kontraktionen an den Eintrittskanten dieser Ouerkanäle. Hierdurch wird zwar die Bildung einer Grenzschicht verhindert; doch ist dieser Vorteil wegen der durch die Kontrak-

tionen bedingten, erheblichen Widerstandsvergrößerung so teuer erkauft, daß dieser Vorschlag für die praktische Verwendung ausscheiden muß. Die bekannte Bauart wäre für moderne Hochleistungswärmeaustauscher selbst dann nicht brauchbar, wenn man die herausgebogenen, halbkreisförmigen bzw. dachartigen Flächen auf ein so winziges Maß verkleinern würde, wie dies die geringen

ίο Rippenabstände solcher Wärmeaustauseher erfordern, weil sich dann eine ganz erhebliche Erhöhung des Widerstandes ergäbe.

Es sind ferner Rohrrippen mit aus den Rippenflächen herausgedrückten Lappen bekanntgeworden; doch dienen diese entweder nur als Abstandhalter oder zur Versteifung der Rippen oder zur Freigabe von Öffnungen, durch welche eine parallel zur Rohrachse gerichtete Luftströmung hervorgerufen werden soll. Im letzteren Falle handelt es sich um solche Wärmeaustauscher, bei weichen eine zwangsläufige Luftströmung zwischen den Rippen hindurch senkrecht zur Rohrachse nicht erfolgt, so daß also die Voraussetzungen für die Anwendung der Maßnahme der Erfindung fehlen. Bei diesen bekannten Rippen dienen also diese Ausstanzungen zur Lösung einer ganz anderen Aufgabe. Für die Erzielung axialer Strömungen wird man die Ausstanzungen so groß wie möglich bemessen, während bei der Erfindung nur sehr kleine Flächen aus der Rippenebene herausgedrückt werden, damit die entstehenden öffnungen so klein bleiben, daß axiale Strömungen vermieden werden und eine reine Ouerstromung zwischen den Leitwände bildenden Rippen aufrechterhalten bleibt.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an dem Beispiel eines elliptischen Rippenrohres dargestellt.

Fig. ι und 2 sind Querschnitte und veranschaulichen zwei benachbarte Rippen.
Fig. 3 und 4 sind Ansichten.
Der Wärmeaustauscher besteht aus elliptischen Rohreu 1, die mit ihren runden Enden 2 in bekannter Weise eingewalzt werden. Das elliptische Rippenrohr besitzt rechteckige Rippen 3. Aus der Ebene dieser Rippen sind Flüchen 4 durch Stanzen herausgedrückt.

Diese Flächen 4 stehen gemäß Fig. 1 bis 4 senkrecht zur Rippenebene und parallel zu der Strömlingsrichtung der Luft (Pfeil x). In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind diese Flächen 4 so gegeneinander versetzt, daß sie annähernd auf einer Ellipse liegen, deren Achsenkreuz mit demjenigen der E

zusammenfällt. Die Flächen 4' in den vier Ecken der Rippe, besitzen, wie aus Fig. 3 hervorgeht, eine etwas größere Länge als die übrigen Flächen 4 und dienen in bekannter Weise als Distanzhalter. Wie aus den zwei aufeinanderliegende Rippen veranschaulichenden Fig. ι und 2 hervorgeht, müssen die Distanzhalter 4' benachbarter Rippen gegeneinander versetzt werden.

Der Umstand, daß man auch bei den bisher bekannten Rippenrohren an den Ecken als Distanzkörper Flächen herausgedrückt hat, eine Stanzvorrichtung also zur Herstellung der Rippenrohre ohnehin erforderlich ist, bringt den Vorteil: mit sich, daß die Herstellung der Rippen nach der Erfindung, also die Ausstanzung der Flächen 4, ohne erhebliche Mehrkosten im Rahmen des bisherigen Herstellungsverfahrens möglich ist, nachdem man die Stanzwerkzeuge in entsprechender Weise abgeändert bzw. vervollständigt hat.

Die in Richtung des Pfeiles χ eintretende Luft teilt sich, sobald sie bei Punkt 5 auf das elliptische Rohr auftrifft, in zwei Ströme, die 8b sich an den Rohrumfang anschmiegen. Diese Luftströme treffen dann in einem spitzen Winkel auf die Flächen 4 auf.

Es ist auch möglich, den Flächen 4 eine andere Form und andere Anordnung zu geben, doch ist die in Fig. 1 und 2 dargestellte Anordnung am vorteilhaftesten, weil diese Versetzung der Flächen 4 eine besonders günstige Aufteilung des Luftstromes und die beste Ausnutzung der Rippenoberfläche mit sich bringt.

Die Erfindung kann selbstverständlich auch bei runden Rippenrohren Verwendung finden.

Claims

Patentansprüche:

1. Rippenrohr für Wärmeaustauscher mit aus der Rippenebene herausgedrückten Flächen, die zur Verhinderung der Bildung einer Grenzschicht an den Rippenflächen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläelit;n um den Rohrumfang herum lierausgestanzt und parallel oder unter einem spitzen Winkel zu dem senkrecht zur Rohrachse zwischen den Rippen zwangsläufig hindurchgcführten Luftstrom gestellt sind.

2. Rippenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Rippenebene heraustretenden Flächen (4) derart gegeneinander versetzt sind, daß sie auf einer dem Rohrumfaug etwa parallelen Linie angeordnet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen