CH177364A - Wärmeaustauscher aus mit Rippen versehenen Rohren mit elliptischem Querschnitt. - Google Patents

Description

      Wärmeaustauseher    aus mit Rippen     versehenen    Rohren mit     elliptischem        Querschnitt.       Die Erfindung Betriff     i    einen     Wärmeaus-          tauscher    aus gegeneinander versetzten, mit  Rippen versehenen Rohren mit elliptischem       Querschnitt.    Es ist durch einen älteren Vor  schlag des Erfinders bekannt, dass man bei  einem solchen     Wärmeaustauscher    bei sehr  kleinen Abmessungen der Rippenrohre eine  grosse Leistungssteigerung des     Wärmeaus-          tauschers    erzielen kann, und zwar besteht  dieser ältere Vorschlag darin,

   für einen     luft-          beaufschlagten    Lokomotivkühler Kupfer  rohre von elliptischem     Querschnitt    von etwa  28 mm grosser und 9 mm kleiner Ellipsen  achse anzuwenden. Wenn ein aus     derartigen     Rohren bestehender     Wärmeaustauscher    im       allgemeinen    auch einen gegen mechanische  Beanspruchungen (zum Beispiel durch  Schwingungen) unempfindlichen Körper dar  stellt, so hat es sich namentlich bei sehr lan  gen Rohren (zum Beispiel 2 m) doch als       zweckmässig    erwiesen,     besondere    Verstei  fungsmittel anzuwenden.  



  Es hat sieh herausgestellt, dass     für     man-ehe     Verwendungszwecke    die     Leistung       der kleinen elliptischen Rippenrohre noch  nicht ausreichend ist, so dass man -auf den  Gedanken     kommen    könnte, die Abmessungen  dieser, bekannten Rippenrohre noch weiter  zu     verringern,    damit durch die dadurch er  zielte feinere Aufteilung der Strömungen  eine entsprechende Leistungssteigerung er  zielt werde.     Eine    solche     Verkleinerung    der  Abmessungen würde aber die Stabilität des  Verbandes stark schwächen.  



  Erfindungsgemäss wird daher vorgeschla  gen, mindestens vier solcher Rohre von ellip  tischem     Querschnitt    gegeneinander versetzt       in    gemeinsamen     rechteckigen    Rippen     auzu-          ordnen.        Die        Versetzung    erfolgt am     besten     in der Weise, dass jeweils ein Rohr der einen  Reihe gegenüber der Lücke zweier in der  Luftrichtung     aufeinänderfolgender    Rohre be  nachbarter Reihen liegt. Auf diese Weise  erhält man bei hoher Leistung     einen    stabilen  W     ärmeaustäuscher.     



  An     ,sich.    ist es bekannt, mehrere, zum Bei  spiel vier Rohre in     gemeinsamen    Rippen an  zuordnen; doch handelt es sich hierbei -<B>-um</B>      runde Rohre in     unversetzter    Anordnung.  Bei runden Rohren verwendet man nämlich  nicht gern Einzelrohre mit quadratischen  Rippen, weil sich die aufgesetzten Rippen  auf dem Rohr drehen können, ein Nachteil,  der durch     Anordnung    mehrerer Rohre in  einer Rippe vermieden wird. Bei elliptischen  Rohren entfällt die Notwendigkeit, gemein  same Rippen zu dem Zwecke anzuwenden,  eine Drehung der Rippen zu vermeiden, weil  eine solche Verdrehung schon durch die ellip  tische Rohrform ausgeschlossen wird.

   Aus  diesem Grunde hat man bei Verwendung       elliptischer    Rohre die     Wärmeaustauscher     stets aus     Einzelrippenrohren    aufgebaut, zu  mal die Anordnung     mehrerer    Rohre in ge  meinsamen Rippen zu verhältnismässig gro  ssen, ununterbrochenen Rippenflächen führt,  welche die Bildung einer die     Wärmeüber-          gangsverhältnisse    verschlechternden     Luft-          grenzsebicht    begünstigen.

   Bei Verwendung  von     Einzelrippenrohren    ist die Gefahr der  Bildung     einer        Grenzschicht    nicht so gross,  weil die Luftströmung häufigen Kontraktio  nen an den Stossstellen .der quer zur Luft  richtung liegenden Rippenkanten unterwor  fen ist, derart, dass kleine Wirbel entstehen,  welche eine     etwa    gebildete     Grenzschicht    un  terbrechen und die Luft     wieder    in innige  Berührung mit den Rippenflächen bringen.

    Diese durch Verwendung von Einzelrippen  rohren erzielte günstige Wirkung wird aber  erkauft durch eine Vergrösserung des Luft  widerstandes, welcher bei Anwendung sehr  enger Rohrquerschnitte infolge der häufigen  Kontraktionen so stark anwächst, dass die  Anwendung von Einzelrohren trotz des ange  gebenen Vorteils der Vermeidung einer  Grenzschicht sich doch nachteilig auswirkt.  



  Die gemeinsamen Rippen für vier oder  mehr Rohre     dienen    daher nicht nur der Ver  steifung des     Wärmeaustauschers,    sondern es  wird gleichzeitig als     günstige    Nebenwirkung  ein unzulässig hoher Luftwiderstand vermie  den. Hinzu kommt noch, dass die Gefahr der  Bildung einer Grenzschicht bei Anwendung  sehr kleiner Rohrabmessungen auch deshalb  nicht gross ist,- weil sich auch bei Anordnung    mehrerer Rohre in einer Rippe für die letz  tere verhältnismässig     kleine    Abmessungen  ergeben.  



  Um aber bei derartigen Rippen unter  allen Umständen das Auftreten von     Grenz-          schichten    zu vermeiden, sind zweckmässig aus  den Rippen Flächen     herausgestanzt,    die pa  rallel oder unter einem spitzen Winkel zu  dem Luftstrom gestellt sind, :der senkrecht  zur Rohrachse zwischen den Rippen hin  durchgeführt wird.

   Die     Anordnung    solcher       herausgestanzter    Flächen ist an sich bei  elliptischen     Einzelrippenrohren    bekannt, doch  dienen diese Flächen im vorliegenden Fall  dazu, einen Ausgleich für den Fortfall der  bei Einzelrohren     auftretenden    häufigen Kon  traktionen der Strömung an den Stossstellen  der     Rippenstirnkanten    zu schaffen: Im Ge  gensatz zu diesen Stossstellen verursachen  die     herausgestanzten    Flächen nur eine un  merkliche Vergrösserung des Luftwiderstan  des.  



  Die Verwendung gemeinsamer Rippen  für mehrere elliptische Rohre wirkt sich be  züglich :der Erhöhung der Stabilität des  Systems weit günstiger aus als bei     runden     Rohren, indem bei letzteren trotz der ge  meinsamen Rippen eine gewisse Verwindung  der Rohre möglich ist. Die Stabilität des  Systems wird weiter durch die versetzte An  ordnung der elliptischen Rohre in den Rip  pen erhöht.  



  Der     Wärmeaustauscher    nach der Erfin  dung kann zum Beispiel als Apparat zur  Heizung von Räumen beliebiger Art (zum  Beispiel auch von Gewächshäusern),     ferner     als Fahrzeugkühler (Automobilkühler,     Loko-          motivkühler,    Luftkondensator) Verwendung  finden.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungs  beispiel des     Erfindungsgegenstandes    darge  stellt.  



       Fig.    1 ist ein     Aufriss;          Fig.    Z ein Grundriss;       Fig.    3 ist ein     Querschnitt    durch     eine     Rippe nach der Linie     A-A    in     Fig.    2.  



  Bei     diesem        Ausführungsbeispiel    sind vier  Rohre     a    mit     elliptischem        Querschnitt    in ver-           setzter    Anordnung in gemeinsamen rechtecki  gen Rippen b angeordnet. Die Rippen sind  in bekannter Weise an den vier Ecken mit  ausgestanzten     Distanzflächen    c und d ver  sehen.  



  Aus den Rippen sind Flächen e tierausge  stanzt, deren Länge der Länge der Distanz  halter c und d     entspricht,    so dass sie die be  nachbarte Rippe     berühren.    Diese     herausge-          sta.nzten    Flächen dienen dazu, den (vorzugs  weise durch einen Ventilator im Sinne des  Pfeils z hervorgerufenen) Luftstrom wieder  holt aufzureissen und dadurch die Bildung  einer     Luftgrenzschicht    zu     verhindern.     



  Die Rohre a besitzen kreiszylindrische  Enden, die beispielsweise in Rohrböden der  Erdkammern des     Wärmeaustauschers    einge  walzt werden können. Da diese Enden einen       verhältnismässig    grossen     Durchmesser    besit  zen, ist eine sichere Befestigung durch Ein  walzen auch noch bei sehr kleinen Abmes  sungen der elliptischen Rohre möglich.       Selbstverständlich    ist auch eine Befestigung  der Rohrenden durch Einschweissen oder bei  sehr kleinen Abmessungen durch     Einlöten     denkbar.

   Für mechanisch hoch beanspruchte       Wärmeaustauscher,    zum Beispiel     Lokomotiv-          kühler,    kommt allerdings nur eine Befesti  gung durch Einwalzen (bei Kupferrohren)  oder Einschweissen (bei Eisenrohren) in  Frage.  



  Es ist auch möglich, statt vier, sechs oder  acht Rohre in gemeinsamen Rippen anzu  ordnen. Wichtig ist dabei lediglich, dass die  Versetzung der Rohre so vorgenommen wird,  dass der Aufbau des     Wärmeaustauschers    aus  mehreren solcher "Mehrfachrohren" unter    Einhaltung der auch für das einzelne Rohr  gewählten Versetzung möglich ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wärmeaustauscher aus mit Rippen ver- sehenen Rohren mit elliptischem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens vier Rohre (a) gegeneinander versetzt in gemein samen rechteckigen Rippen (b) angeordnet sind. UNTERANSPRÜCHE: 1. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verset zung der Rohre derart erfolgt, dass jeweils ein Rohr der einen Reihe gegenüber der Lücke zweier in der Luftrichtung aufein anderfolgender Rohre benachbarter Reihen liegt.

   2. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die kleine Ellipsenachse der Rohre höchstens 12 mm beträgt. 3. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Rippenebene Flächen (e) tierausgestanzt sind, die parallel zu dem Luftstrom ste hen, welcher senkrecht zur Rohrachse zwi schen en Rippen hindurchgeführt wird. 4. Wärmieaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Rip pen Flächen (e) tierausgestanzt sind, die unter einen spitzen Winkel zu dem Luft strom gestellt sind, der senkrecht zur Rohrachse zwischen den Rippen 'hindurch geführt wird.