DE8529310U1

DE8529310U1 - Turbulence installation for oval tubes of a heat exchanger

Info

Publication number: DE8529310U1
Application number: DE19858529310
Authority: DE
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1985-10-11
Filing date: 1985-10-11
Publication date: 1986-01-16

Description

Turbulenzeinbau für Ovalrohre eines WärmetauschersTurbulence installation for oval tubes of a heat exchanger

Die Erfindung bezieht sich auf Turbulenzeinbauten für Rohre mit elliptischem oder ovalem Querschnitt eines Wärmetauschers, insbesondere für Rohre, die innen von einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, durchströmt und außen von einem Gas, insbesondere Luft, beaufschlagt sind.The invention relates to turbulence installations for tubes with an elliptical or oval cross section of a heat exchanger, in particular for pipes through which a liquid, in particular water, flows on the inside and a gas, in particular air, on the outside, are acted upon.

Derartige Turbulenzeinbauten sind bekannt, z. B. durch die DE-OS 33 21 456. Diese vorbekannten Turbulenzeinbauten sind zwar als Turbulenzerzeuger für die die Rohre durchströmende Flüssigkeit nicht ungeeignet, sie weisen jedoch den Nachteil eines relativ hohen Druckabfalles für die Flüssigkeit auf, da sie der. Strömungsquerschnitt der Rohre nicht unerheblich reduzieren - sie wirken somit als Widerstandskörper.Such turbulence installations are known, for. B. by DE-OS 33 21 456. These previously known turbulence installations are indeed not unsuitable as a turbulence generator for the liquid flowing through the tubes, but they have the disadvantage of a relative high pressure drop for the liquid, since it is the. Significantly reduce the flow cross-section of the pipes - they work thus as a resistance body.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Turbulenzeinb?«- ten der eingangs genannten Art zu schaffen, die einerseits eine hinreichende Turbulenz erzeugen und damit eine verbesserte Wärmeübertragung an der Innenseite des Rohres bewirken sowie andererseits einen möglichst niedrigen Druckabfall für das die Rohre durchströmende Medium verursachen.The object of the present invention is therefore to reduce turbulence? " ten of the type mentioned to create, which on the one hand generate sufficient turbulence and thus improved heat transfer on the inside of the pipe and, on the other hand, the lowest possible pressure drop for the pipes causing medium flowing through.

'0*9.12.1985/Β12Ο8'0 * December 9, 1985 / Β12Ο8

'0^84-B-Iz'0 ^ 84-B-Iz

EDPW/heu/juEDPW / hay / ju

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Turbulenzeinbau als Wendel ausgebildet ist, deren Ränder an der Innenwand der Rohre anliegen. Der Vorteil dieses wendelförmigen Turbulenzeinbaus besteht darin, daß einerseits die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Rohr infolge Verlängerung des Weges und damit auch die Turbulenz erhöht und andererseits der Druckabfall für das Medium reduziert wird, da die Wendel den Strömungsquerschnitt des Rohres nur unwesentlich vermindert.This object is achieved according to the invention in that the turbulence installation is designed as a helix, the edges of which bear against the inner wall of the tubes. The advantage of this helical turbulence installation consists in the fact that on the one hand the flow rate of the medium in the pipe as a result of lengthening the path and this also increases the turbulence and, on the other hand, reduces the pressure drop for the medium, since the helix has the flow cross-section of the pipe is only insignificantly reduced.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird die Wendel durch Verformen eines ebenen Streifens hergestellt, dessen Ränder einen wellenförmigen Verlauf aufweisen. Durch diesen wellenförmigen Zuschnitt des ebenen Streifens erhält man nach dem Verformen eine Wendel, die den elliptischen oder ovalen Querschnitt der Rohre vollständig ausfüllt, die also mit ihrem Umfang allseits an der Innenwand des Rohres anliegt. Hierdurch wird der gesamten Strömung im Rohr ein wendeiförmiger Verlauf aufgezwungen.According to an advantageous development of the invention according to claim 2, the helix is produced by deforming a flat strip, the edges of which have a wavy course. This wave-shaped cutting of the flat strip results in a helix after deformation that resembles the elliptical or completely fills the oval cross-section of the tubes, so the circumference of the tubes rests against the inner wall of the tube on all sides. Through this a helical course is imposed on the entire flow in the pipe.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 besteht die Wendel aus einem metallischen Bandmaterial, dessen Vorteil darin besteht, daß einerseits ein sauberer wellenförmiger Zuschnitt und andererseits ein anschließendes Verformen des Bandes - mit plastischer Verformung - möglich ist.According to a further embodiment of the invention according to claim 3, the coil consists of a metallic strip material whose The advantage is that, on the one hand, a clean, undulating blank and, on the other hand, a subsequent deformation of the tape - with plastic deformation - is possible.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung gemäß Anspruch 4 weist die Wendel im Bereich ihrer Längsachse eine Verstärkung, z. B. in Form einer Materialverdickung oder auch in Form einer Sicke auf. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Wendel nach dem Verformen besonders gut "steht", d. h., daß ihre Längsachse geradlinig verläuft, wodurch diese Wendel besonders gut für eine automatische Montage geeignet ist.According to a further advantageous embodiment according to claim 4, the helix has a reinforcement in the area of its longitudinal axis, z. B. in the form of a material thickening or in the form of a bead. This has the advantage that the helix after "stands" particularly well for deformation, d. That is, that its longitudinal axis is straight, which makes this helix particularly good for a automatic assembly is suitable.

'; "0'^. 12=1985/11208 . «Q^84-B-12 EDPW/heu/ju'; "0 '^. 12 = 1985/11208 . «Q ^ 84-B-12 EDPW / hay / ju

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 5 können die beiden wellenförmigen Ränder durch Parallelverschiebung zur Deckung gebracht werden, d. h. die Wellenberge und Wellentäler haben einen kongruenten Verlauf. Hieraus ergibt sich der fertigungstechnische Vorteil, daß beim Zuschnitt der einzelnen Streifen sich ein Streifen lückenlos an den benachbarten anschließt, so daß keinerlei Abfall anfällt.According to a further advantageous embodiment of the invention according to claim 5, the two undulating edges can through Parallel shifts are brought into congruence, d. H. the wave crests and troughs have a congruent course. From this there is the advantage in terms of manufacturing technology that when the individual strips are cut, one strip is seamlessly attached to the adjacent one connects so that there is no waste.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 besteht die Wendel aus Kunststoff, wodurch sich eine Kostenersparnis ergibt*According to a further advantageous embodiment according to claim 6, the helix is made of plastic, which results in cost savings results in *

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung gemäß Anspruch 7 weist die Wendel sowohl eine linksgängige als auch eine rechtsgängige Steigung auf - dadurch ergibt sich eine erhöhte Turbulenz und damit ein verbesserter Wärmeübergang auf der Innenwand des Rohres.According to a further advantageous embodiment according to claim 7, the helix has both a left-handed and a right-handed one Incline up - this results in increased turbulence and thus improved heat transfer on the inner wall of the Pipe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 das wellenförmig zugeschnittene ebene Band mit einem Schnitt I-I,Fig. 1 the wave-shaped cut flat band with a section I-I,

Fig. 2 die Wendel von ihrer Schmalseite mit einem Schnitt II-II,2 shows the helix from its narrow side with a section II-II,

Fig. 3 die Wendel von ihrer Breitseite mit einem Schnitt III-III,3 shows the helix from its broad side with a section III-III,

Fig. 4 eine weitere Querschnittsform des Bandmaterials.4 shows a further cross-sectional shape of the strip material.

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,-6 -· · J .' ' : : 09*12*1985/Β1208, -6 - · · J. ' ':: 09 * 12 * 1985 / Β1208

•G-84-B-12 EDPW/heu/ju• G-84-B-12 EDPW / hay / ju

Figur 1 zeigt das ebene, bereits zugeschnittene Band 1, welches gemäß Schnitt I~I einen rechteckigen Querschnitt mit der Banddicke s und der variierenden Breite zwischen A und B aufweist. Die Breite des Bandes 1 variiert periodisch auf die Länge H/4 zwischen einem Minimum B und einem Maximum A, so daß sich beiderseits und symmetrisch zur Längsachse 4 des Bandes 1 jeweils ein wellenförmiger Verlauf der Ränder 2 und 3 des Bandes ergibt« Neben dem Band 1 ist durch eine gestrichelte Linie der Rand 2' eines weiteren Bandes I¹ dargestellt, so daß also der Rand 2 des ersten Bandes 1 gleichzeitig den Rand des weiteren Bandes I¹ bildet.Figure 1 shows the flat, already cut tape 1, which according to section I ~ I has a rectangular cross-section with the tape thickness s and the varying width between A and B. The width of the band 1 varies periodically to the length H / 4 between a minimum B and a maximum A, so that on both sides and symmetrically to the longitudinal axis 4 of the band 1 there is an undulating course of the edges 2 and 3 of the band 1, the edge 2 'of a further band I ^{1 is} represented by a dashed line, so that the edge 2 of the first band 1 at the same time forms the edge of the further band I ¹ .

Durch diesen deckungsgleichen Verlauf der Ränder 2 und 3 ist ein Zuschnitt der Bänder ohne Abfall möglich.Due to this congruent course of the edges 2 and 3, the strips can be cut to size without waste.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Wendel 5, die durch Verdrillen des ebenen und "gewellten" Bandes 1 gemäß Figur 1 um dessen Längsachse 4 erzeugt wurde.Figures 2 and 3 show a helix 5, which is formed by twisting the flat and "corrugated" strip 1 according to FIG. 1 about its longitudinal axis 4 was generated.

Figur 2 zeigt die Wendel 5 mit Blickrichtung auf deren Schmalseite und Figur 3 mit Blickrichtung auf deren Breitseite. Die Wendel 5 ist in ein Rohr mit einem elliptischen Querschnitt eingesetzt, wobei das Rohr 8 nur durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Die Verdrillung des ebenen Bandes 1 erfolgt in der Weise, daß in Richtung der Längsachse 4 aufeinanderfolgende maximale und minimale Breiten A und B jeweils um 180° gegeneinander verdreht sind, d. h. auf die Länge H/2, was einer halben Steigung h/2 der Wendel 5 entspricht. Die wellenförmigen, ebenen Ränder 2 und 3 entsprechen also den räumlich verlaufenden Rändern 6 und 7 der Wendel 5, die allseits an der Innenwand 9 des Rohres anliegen. Die minimaleFigure 2 shows the helix 5 looking towards its narrow side and FIG. 3 looking towards its broad side. The helix 5 is inserted into a tube with an elliptical cross section, the tube 8 being shown only by dashed lines. The twisting of the flat strip 1 takes place in such a way that in Direction of the longitudinal axis 4 consecutive maximum and minimum widths A and B are each rotated by 180 ° with respect to one another, d. H. to the length H / 2, which corresponds to half a pitch h / 2 of the helix 5. The wavy, flat edges 2 and 3 correspond that is, the three-dimensional edges 6 and 7 of the helix 5, which rest on all sides against the inner wall 9 of the tube. The minimum

G-«-84-B-12 EDPW/heu/juG - «- 84-B-12 EDPW / hay / ju

Breite B des ebenen Streifens 1 entspricht somit der kleinen Halbachse b der Ellipse des Querschnittes des Rohres 8, während die maximale Breite A des ebenen Streifens 1 der großen Halbachse a der Ellipse des Querschnittes des Rohres 8 entspricht.Width B of the flat strip 1 thus corresponds to the minor semi-axis b of the ellipse of the cross section of the pipe 8, while the maximum width A of the flat strip 1 of the major semi-axis a corresponds to the ellipse of the cross section of the tube 8.

Figur 4 zeigt einen weiteren Querschnitt 10 für das Bandmaterial gemäß Figur 1, wobei dieser Bandquerschnitt 10 im Bereich der Längsachse eine Verdickung 11 aufweist, die als Verstärkung im Bereich der Drillachse dient. Diese Verstärkung kann auch in Form einer einfachen oder S-förmigen Sicke (keine Haterialanhäufung) ausgebildet sein. Durch diese Maßnahme ergibt sich eine besonders richtungsstabile Wendel, die somit in bezug aaf ihre Längsachse eine erhöhte Steifigkeit erhält und daher für eine automatische Montage besonders geeignet ist. FIG. 4 shows a further cross section 10 for the strip material according to FIG. 1, this strip cross section 10 having a thickening 11 in the area of the longitudinal axis, which serves as a reinforcement in the area of the twist axis. This reinforcement can also be designed in the form of a simple or S-shaped bead (no accumulation of material). This measure results in a particularly directionally stable helix which is therefore more rigid with respect to its longitudinal axis and is therefore particularly suitable for automatic assembly.

Claims

■ · · t · ■. "." D? .12.1985 / B1208 · ■ - <S-84-B-12 EDPW / heu / ju Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG D-7000 Stuttgart 30 claims

1. Turbulence installation for tubes with an elliptical or oval cross-section of a heat exchanger, preferably for tubes through which a liquid, in particular Hasser, flows on the inside and are acted upon on the outside by a gas, in particular Luit, characterized in that the turbulence installation as a helix (5) is formed, the edges (6 7)?> n of the inner wall (9) of the tubes (8).

2. Turbulence installation according to claim 1, characterized in that the helix (5) is made by deforming a flat strip (1), the edges (2,3) of which have an undulating course, the maximum width A of the major axis a of the pipe cross-section , the minimum width B of the minor axis b of the pipe cross-section and the distance H / 2 of the maximum widths A and the minimum widths B on the longitudinal axis (4 ) correspond to half the pitch h / 2 of the helix (5).

3. Turbulence installation according to claim 1 or 2, characterized in that the helix (5) consists of metallic strip material.

4. Turbulence installation according to claim 1, 2 or 3, characterized

characterized in that the helix (5) or the strip (1,10) has a reinforcement in the region of its longitudinal axis (4) (11) have.

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-J2 -ν. j. *. . '"." oe.12.1985 / B1208

EDPW / hay / ju

5. 'iurbulenzeinbau according to claim 2, 3 or 4, characterized

! characterized in that the two edges (2,3)

t of the strip (1) by parallel displacement to cover

■ can be brought, d. that is, the edge (2 or 3) of a strip

(1) seamlessly into the edge of an adjacent strip (l ^f )

fits.
t

6. Turbulenzeinbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (5) aus Kunststoff besteht.6. turbulence installation according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the helix (5) consists of plastic.

7. Turbulenzeinbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung h der Wendel (5) abwechselnd sowohl links- als auch rechtsgängig ist.7. Turbulence installation according to one of claims 1 to 6, characterized in that the slope h the helix (5) is alternately left-handed and right-handed.