CH664213A5

CH664213A5 - Rippenrohranordnung.

Info

Publication number: CH664213A5
Application number: CH3478/84A
Authority: CH
Inventors: Dieter Prof Dr-Ing Wurz
Original assignee: Wurz Dieter
Priority date: 1983-07-18
Filing date: 1984-07-17
Publication date: 1988-02-15
Also published as: IN161637B; JPS6086396A; DE3325876C1; ES534391A0; ZA845489B; GB8418003D0; SE8403745L; BR8403591A; NL8402279A; IT8467725A0; GB2143631A; FR2549591B1; AU564266B2; IT8453649V0; SU1358796A3; AU3082584A; FR2549591A1; ES8504378A1; US4691766A; IT8467725A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Rippenrohranordnung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Rippenrohranordnung dieser Art in Gestalt eines Blechrippenwärmeaustauschers sind die Strömungsleitkörper in Gestalt von Distanzhaltebändern zwischen den einzelnen Rippenblechen die Kernrohre umgebend gestaltet (DE-OS 3 116 033). Die bekannte Konstruktion beeinträchtigt den Wärmefluss zwischen den Kernrohren und den Blechrippen, ist strömungstechnisch nicht optimal und aufwendig hinsichtlich Fertigung und Montage.

Soll Wärme von einem flüssigen oder gasförmigen, kondensierenden Medium (z.B. Wasser oder Wasserdampf) durch trennende Wände hindurch auf ein gasförmiges Medium (z.B. Luft) übertragen werden, liegt der dominierende Anteil des Wärmeübergangswiderstandes auf jener Wandseite, die von gasförmigen Medium umströmt wird. Um den Wärmeübergang zu verbessern, muss die dem gasförmigen Medium zugewandte Seite mit möglichst grosser Fläche ausgeführt werden. Diese Forderung hat zur Entwicklung der bekannten Rippenrohre geführt. Solche Rippenrohre sind auf ihrer äusseren, von Gas umströmten Seite mit die Wärmeübergangsfläche ganz erheblich vergrössernden Rippen versehen, welche sich quer zur Längsrichtung der Rohre erstrecken und diese ringförmig umgeben.

Rippenrohre werden häufig in einer Lage oder in mehreren hintereinander angeordneten Lagen oder Bündeln angeordnet. Der Druckverlust insbesondere des durch die Rippenrohrbündel strömenden gasförmigen Mediums ist beträchtlich. Beispielsweise beträgt der Leistungsbedarf für Ventilatoren, die das gasförmige Medium an den Rippenrohren vorbeisaugen, bei einem Kraftwerk in der Grössen-ordnung von 1000 MW elektrischer Leistung, das mit direkter Kondensation des Wasserdampfes durch Wärmeabgabe an Kühlluft arbeitet, ca. 10 MW (dies entspricht einem Aufwand von ca. 4 Mill. DM/Jahr). Es besteht daher seit langem der Wunsch, den Druckverlust auf der Aussen- oder Gasseite der Rippenrohre zu vermindern.

Die Absenkung des Druckverlustes sollte andererseits jedoch nicht zu einer unverhältnismässig starken Verringerung der Wärmeübergangszahl führen ; dies würde die Wärmeübertragung verschlechtern, so dass eine entsprechend grössere Anzahl an relativ teuren Rippenrohren eingesetzt werden müsste.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rippenrohranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Druckverlustbeiwert so niedrig wie möglich und die Wärmeübergangszahl so gross wie möglich sind. Die optimalen Werte für den Druckverlustbeiwert und die Wärmeübergangszahl hängen von den Herstellkosten der Rippenrohre und vom Preis für die Ventilatorleistung ab.

Die gestellte Aufgabe wird gemäss der Erfindung bei einer Rippenanordnung der eingangs genannten Art durch Strömungsleitkörper gelöst, die in der Anströmung und/oder Abströmung des zweiten Mediums (Gas) zu und/oder von den Rippenrohren angeordnet und tragflügelartig ausge2

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bildet sind. Der Ausdruck «tragflügelartig» soll auch Ausgestaltungen der Strömungsleitkörper mit symmetrischem oder rundem Querschnitt umfassen. Die Strömungsleitkörper gemäss der Erfindung senken den Druckverlustbeiwert, ohne die Wärmeübergangszahl zu verringern. Dies ermöglicht eine Einsparung an Ventilatorleistung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Strömungsleitkörper Flächen aufweisen, durch welche das weite Medium zu den Kernrohren der Rippenrohre hinlenkbar ist.

Fertigungstechnisch ist es günstig, wenn die Strömungsleitkörper von in Längsrichtung der Rippenrohre verlaufenden Profilen, insbesondere aus Kunststoff gebildet sind. Solche Strömungsleitkörper lassen sich mit den heutigen Fertigungsmethoden billig durch Extrudieren herstellen.

Es ist vorteilhaft, wenn die Strömungsleitkörper in zu den Hauptströmungsebenen der Rippenrohre versetzten Ebenen angeordnet sind. Hierdurch wird das anströmende Medium (Gas) zu den Kernrohren der Rippenrohre hingelenkt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Strömungsleitkörper Verjüngungen aufweisen, welche sich jeweils in die Verengung zwischen zwei benachbarten Rippenrohren schmiegen.

Diese Ausgestaltung der Erfindung ist auch fertigungstechnisch günstig, weil sich hierdurch gleichzeitig eine einfache Halterung oder Verbindung der Strömungsleitkörper an den Umfängen der Rippen realisieren lässt.

Wenn gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auf der Abströmseite der Rippenrohre angeordnete Strömungsleitkörper oder Teile davon zur Bildung von Diffusorkanälen gestaltet sind, lässt sich Geschwindigkeitsenergie auf der Abströmseite zurückgewinnen, was zu einer weiteren Einsparung von Ventilatorleistung führt.

Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil bei Rippenrohr-anordnungen in einer Packung mit mehreren versetzt zueinander liegenden Rippenrohrlagen anwendbar, wobei in diesem Fall zusätzlich auch noch Strömungsleitkörper zwischen den einzelnen Rippenrohrlagen in Ebenen versetzt zu den Hauptanströmungsebenen der Rippenrohre in den äusseren Lagen der Packung angeordnet sind.

Eine konkrete Ausgestaltung von in der Anströmung angeordneten Strömungsleitkörpern gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sich diese Strömungsleitkörper von ihrem auflaufenden Ende ausgehend in Strömungsrichtung bis zu einer Stelle grösster Stärke hinter ihrer Mitte verdicken und anschliessend ein in Anpassung an die Verengungen zwischen den Rippen benachbarter Rippenrohre beidseitig mit konkaver Krümmung gestaltetes Ende haben.

Eine konkrete Ausgestaltung von in der Abströmung angeordneten Strömungsleitkörpern zeichnet sich dadurch aus, dass diese Strömungsleitkörper eine Stelle grösster Dicke in Strömungsrichtung gesehen vor ihrer Mitte haben und anschliessend über den grösseren Teil ihrer Länge eine V-förmige Verjüngung aufweisen.

Insbesondere bei einlagigen Rippenrohranordnungen mit ovalen Rohren ist vorteilhaft, wenn die Strömungsleitkörpern, auf der Anströmseite mit denen auf der Abströmseite einteilig sind. Demgemäss hat bei einer entsprechenden Weiterbildung der Erfindung jeder Strömungsleitkörper einen in der Anströmung gelegenen Einlauf abschnitt, einen in der Abströmung gelegenen Auslaufabschnitt und dazwischen einen verjüngten Abschnitt.

Zu einer Verminderung des Druckverlustbeiwertes trägt auch bei, wenn die Kernrohre selbst einen strömungsgünstig gestalteten Querschnitt aufweisen.

Längs der Rippen bildet sich eine Strömungs- und Wärmeübergangsgrenzschicht aus, deren Dicke in Strömungs-

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richtung zunimmt. Durch diese Grenzschicht verschlechtert sich die Wärmeübergangszahl in Strömungsrichtung. Um diesen Effekt abzuschwächen, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass Strömungsleitkörper an den Rippenvorderkanten zur Erzeugung einer geordneten Wirbelströmung vorgesehen sind.

Die Längswirbel der geordneten Wirbelströmung transportieren kühle Luft zu den Rippen, während sich die wärmere Luft im Wirbelkern ansammelt.

Vorteilhaft sind die Strömungsleitkörper von aus den Rippenvorderkanten ausgeschnittenen, in die Strömung abgewinkelten dreieckigen Lappen gebildet. Die Anordnung der zuletzt beschriebenen Strömungsleitkörper an den Rippenvorderkanten ist insofern vorteilhaft, als dort noch relativ kleine Strömungsgeschwindigkeiten herrschen, weil noch keine starke Verdrängungswirkung der Kernrohre in diesem Bereich vorhanden ist. Die an der Rippenvorderkante abgelösten Längswirbel erhöhen ihre Umfangsgeschwindigkeit während der Beschleunigung der Kühlluft aufgrund der Verdrängungswirkung des Kernrohres. All dies trägt zu einer Erhöhung der Wärmeübergangszahl bei.

Der Erfinder hat erkannt und durch Berechnungen verifiziert, dass der gasseitige Druckverlust nur zu einem relativ kleinen Anteil durch die Wandschubspannung der Strömungsgrenzschichten (Reibungswiderstand) verursacht wird. Folglich dürften erhebliche Druckverlustanteile durch inhomogene Geschwindigkeitsverteilungen mit anschliessender Verwirbelung entstehen.

Durch die an den Strömungsleitkörpern ausgebildeten Strömungsleitflächen verringern sich diese Inhomogenitäten der Strömungsfelder. Durch die Bildung von Diffusorkanälen auf den Abströmseiten der Strömungsleitkörper lässt sich ein erheblicher Anteil des dynamischen Druckes der Gasströmung zurückgewinnen. Der Gesamtdruckverlust dürfte sich aufgrund der Massnahmen nach der Erfindung auf bis zu ca. 40% reduzieren lassen, ohne dass sich die Wärmeübergangsahl verschlechtert. Im Gegenteil ist aufgrund der erfindungsgemäss verbesserten Umströmung der Kernrohre mit einer Erhöhung der Wärmeübergangszahl zu rechnen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. I einen Querschnitt durch eine perspektivische Darstellung einer Rippenrohranordnung gemäss der Erfindung;

Fig. 2 in einem Querschnitt wie Fig. 1 eine Rippenrohranordnung ohne Strömungsleitkörper zu Vergleichs zwecken;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Rippenrohranordnung in einer Packung mit eng stehenden Rippenrohrlagen und Strö-mungsleitkörpern gemäss der Erfindung;

Fig. 4 in einer Schnittdarstellung eine Rippenrohranordnung in einer Packung mit weit stehenden Rippenrohrlagen und Strömungsleitkörpern gemäss der Erfindung;

Fig. 5 eine Rippenrohranordnung in einer Packung mit zwei in gleichen Ebenen angeordneten Lagen von Rippenrohren und Strömungsleitkörpern gemäss der Erfindung;

Fig. 6 eine Rippenrohranordnung nach der Erfindung mit ovalen Rohren und durchgehenden Strömungsleitkörpern gemäss der Erfindung;

Fig. 7 eine Rippenrohranordnung mit strömungsgünstig gestalteten Rippenrohren und Strömungsleitkörpern gemäss der Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittdarstellung durch eine Rippenrohranordnung gemäss der Erfindung, bei welcher Strömungsleitkörper jeweils an der Rippenvorderkante vorgesehen sind; und

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Fig. 9 eine Teilseitenansicht der Rippenrohranordnung nach Fig. 8.

Die Rippenrohranordnung nach Fig. 1 umfasst Rippenrohre 2 mit Kernrohren 4, in denen ein erstes Medium wie abzukühlendes Wasser, strömt. In gleichmässigen Abständen längs der Achse der Kernrohre 4 sind ringscheibenförmige Rippen 6 angeordnet. Die Rippen 6 liegen bei den gezeigten Ausführungsbeispielen in radialen Ebenen bezüglich des Kernrohres 4. Statt der Rippen 6 kann auch eine zusammenhängende, die Kernrohre 4 in Form einer Spirale umgebende Rippe vorgesehen sein.

Quer zu der einlagigen Rippenrohranordnung nach Fig. 1 in Richtung der Pfeile 8 strömt ein zweites Medium, wie Luft, zur Kühlung des ersten, in den Kernrohren 4 strömenden Mediums im Querstrom. In Anströmrichtung vor und hinter der einlagigen Rippenrohranordnung nach Fig. 1 sind Strömungsleitkörper 10, 12 in Ebenen 14 angeordnet. Die Ebenen 14 sind parallel zu den Hauptanströmebenen 16 versetzt, so dass sie gerade den Abstand zwischen zwei benachbarten Hauptanströmebenen 16 halbieren und in den Spalt zwischen zwei benachbarten Rippenrohren 2 zu liegen kommen. Die in der Anströmung der Luft angeordneten Strömungsleitkörper 10 sind von ihrem abgerundeten, auflaufenden Ende 18 ausgehend in Strömungsrichtung bis zu einer Stelle 20 grösster Stärke hinter ihrer Mitte verdickt. Anschliessend laufen sie in ein ablaufendes Ende 22 aus, das in Anpassung an die Umfänge der Rippen 6 benachbarter Rippenrohre beidseitig konkav gekrümmt ist. Aufgrund dieser Gestaltung schmiegt sich das ablaufende Ende 22 eng in den Spalt zwischen benachbarten Rippenrohren 2 ein und lässt sich dort leicht mit bekannten Verbindungstechniken verankern, z.B. durch Kleben, Schweissen, Schrauben oder dgl. Sind die Strömungsleitkörper 10 aus Kunststoffprofilen extrudiert, wie dies aus Fertigungsgründen vorteilhaft sein kann, und bestehen die Rippenrohre 2 aus Metall, so ist eine Klebe- oder Schnappverbindung zweckmässig, bei der elastische Teile der Strömungsleitkörper federnd auf die Rippenrohre aufgedrückt und durch Klemmung gehalten werden.

Die in der Abströmung angeordneten Strömungsleitkörper 12 haben ein auflaufendes Ende 24, das symmetrisch zum ablaufenden Ende 22 der Strömungsleitkörper 10 gestaltet ist. Das auflaufende Ende 24 schmiegt sich also von der anderen Seite der Rippenrohranordnung her in den Spalt zwischen benachbarten Rippenrohren 2. Die Stelle grösster Stärke 26 liegt bei diesen Strömungsleitkörpern 12 im gleichen Abstand vom auflaufenden Ende wie die Stelle grösster Stärke 20 bei den Strömungsleitkörpern 10 am ablaufenden Ende. Von dieser Stelle 26 grösster Stärke aus verjüngen sich die Strömungsleitkörper 12 nahezu gradlinig über einen verhältnismässig langen Bereich 28 bis zu einem ablaufenden, abgerundeten Ende 30. Zur Versteifung des langen Bereiches 28 sind zwei Querwände 32,34 in die Strömungsleitkörper 12 eingezogen.

Benachbarte Strömungsleitkörper 12 öffnen sich also in Strömungsrichtung 8 gesehen nach aussen, so dass zwischen zwei Strömungsleitkörpern ein Diffusorkanal 36 gebildet ist. Im Gegensatz dazu bilden benachbarte Strömungsleitkörper 10 auf der Anströmseite Düsenkanäle 38, die sich bis zu den Stellen 20 grösster Dicke verengen. Bei dem mittleren Rippenrohr 2 der Anordnung nach Fig. 1 sind in der oberen Hälfte Stromfäden 40 eingezeichnet, welche den Strömungsverlauf der Luft - geführt durch die Strömungsleitkörper 10, 12 - darstellen. Mit den Bezugszeichen I, II, III, IV sind vier quer zur Hauptströmungsrichtung verlaufende Bezugsebenen bezeichnet. In der Bezugsebene I ist die Luftströmung noch praktisch ungestört. In der Bezugsebene II

erfährt die Strömung ihre grösste Verengung vor dem Eintritt zwischen die einzelnen Rippen 6 der Rippenrohre 2. Mit anderen Worten enthält die Bezugsebene II die Stellen 20 grösster Dicke der Strömungsleitkörper. Danach teilt sich die Strömung zum Umströmen der Kernrohre 4, wobei die Strömungsleitkörper 10 dafür sorgen, dass die Strömung zwischen den Rippen 6 nahe an die Kernrohre 4 herangeführt wird.

In der Ebene III, welche die Stellen 26 grösster Stärke der Strömungsleitkörper 12 enthält, sind die Ströme wieder zusammengeführt. Hier ist das Geschwindigkeitsprofil 44 der Strömung in der Ebene III zwischen zwei Strömungsleitkörpern 12 eingezeichnet. Das Profil zeigt keine ausgeprägten Übergeschwindigkeiten, d.h. die Differenz zwischen Geschwindigkeitsmaximum und -minimum ist vergleichsweise gering. An die Ebene III schliesst sich der Diffusorkanal 36 an, in dem die Strömung bis zur Ebene IV verzögert und somit ein erheblicher Anteil an kinetischer Energie in Form von Druckenergie zurückgewonnen wird.

Fig. 2 stellt zum Vergleich eine Rippenrohranordnung wie in Fig. 1, jedoch ohne jegliche Strömungsleitkörper, dar. Die hier mit der Bezugszahl 41 bezeichneten Stromfäden verengen sich auf der Anströmseite mehr in Richtung zur Spaltebene 14 zwischen zwei benachbarten Rippenrohren 2 hin als in Fig. 1. Mit anderen Worten wird die Luftströmung nicht wie bei Fig. 1 nahe an die Kernrohre der Rippenrohre 2 hingelenkt. In einer Bezugsebene im Austritt ist das sich hierbei bildende Geschwindigkeitsprofil 45 gezeichnet. Dieses Geschwindigkeitsprofil hat sein Maximum jeweils in den Ebenen 14 und ein negatives Minimum in den Hauptanströmebenen 16 der Rippenrohre 2. Mit anderen Worten bildet sich im Bereich der Kernrohre auf der Abströmseite ein Totwassergebiet aus, in dem Luft zurückströmt. Dies ist mit Verlust verbunden. Auch fällt auf, dass das Maximum der Strömungsgeschwindigkeit auf der Abströmseite wesentlich höher als bei dem Geschwindigkeitsprofil 44 gemäss Fig. 1 ist. Bei einem derartigen Geschwindigkeitsprofil lässt sich auch durch Nachschalten von Diffusoren nur ein vergleichsweise geringer Anteil an Druckenergie zurückgewinnen.

Aufgrund der Führung der Luftströmung gemäss Fig. 1 an die Kernrohre 4 wird die Wärmeübergangszahl im Vergleich zu Fig. 2 erhöht,wo der Gasstrom zum überwiegenden Anteil in grösserem Abstand von den Kernrohren, d.h. entlang der kälteren Aussenbereiche der Rippen strömt.

Die Strömungsleitkörper 10 bzw. 12 können im einfachsten Fall von runden Zylinderrohren gebildet sein. Selbstverständlich ist die gezeigte Ausführung als schlanke Profilkörper strömungstechnisch günstiger, d.h. die Druckverluste der Strömung können niedriger gehalten werden.

Der Öffnungswinkel des Diffusorkanais 36 sollte bei praktischen Ausführungen vorteilhaft im Bereich von 4 bis 10° liegen.

Fig. 3 zeigt eine Rippenrohranordnung in einer Packung mit drei zueinander versetzt angeordneten Rippenrohrlagen A, B, C, wobei die Rippenrohre 2 wie in Fig. 1 ausgebildet und nicht nochmals beschrieben sind. Die Rippenrohrlagen sind in enger Packung, d.h. mit Umfangskontakt der Rippen 6 der einzelnen Rippenrohre zueinander versetzt angeordnet. Auch die Strömungsleitkörper 10,12 sind wie in Fig. 1 ausgebildet. Diese Strömungsleitkörper sind wie in Fig. 1 in zu den Hauptanströmebenen 16 versetzten Ebenen 14 bezüglich der Rippenrohrlagen A und C angeordnet. Die Hauptanströmebenen bzw. Achsebenen der Rippenrohre 2 der Zwischenlage B fallen in diesem Fall zusammen mit den Ebenen 14.

Die Strömungsleitkörper 10, 12 sind im einzelnen genau wie in Fig. 1 gezeichnet und beschrieben ausgebildet und des5

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halb hier nicht nochmals beschrieben. Im oberen Teil der Fig. 3 ist vor und hinter der Zwischenlage je ein kreisrohrför-miger Strömungsleitkörper 48 angeordnet. Dieser Strömungsleitkörper soll zu einer sinnvollen Umströmung der Kernrohre 4 der Rippenrohre 2 in den Zwischenlagen B und C beitragen. Alternativ können diese zusätzlichen Strömungsleitkörper 48 auch entfallen, wie in der unteren Hälfte von Fig. 3 dargestellt. Die hier mit der Bezugszahl 47 bezeichneten Stromfäden verlaufen im Anströmbereich zwischen den Bezugsebenen I und II und im Abströmbereich zwischen den Bezugsebenen III und IV gleich wie in Fig. 1. Es bildet sich auch in der Bezugsebene III ein prinzipiell gleiches Geschwindigkeitsprofil 44 der Strömung wie in Fig. 1 aus. Es stellen sich also auch bei der Anwendung der Strömungsleitkörper 10, 12 bei einer Rippenrohranordnung in enger Pak-kung gemäss Fig. 3 zumindest für die erste und letzte Lage praktisch die gleichen Wirkungen ein wie sie anhand der Fig. 1 beschrieben wurden.

Fig. 4 zeigt eine Rippenrohranordnung mit im Abstand angeordneten Rippenrohrlagen A, B, C, wobei ebenfalls Strömungsleitkörper 10 und 12 gemäss Fig. 1 im Anströmbereich und im Abströmbereich der Gasströmung vorgesehen sind. Insoweit erübrigt sich eine nochmalige Beschreibung. Zwischen einzelnen Rippenrohrlagen sind in diesem Fall jedoch ebenfalls stromlinienförmige Strömungsleitkörper 50. angeordnet. Die ebenfalls sich über die Länge der Rohre erstreckenden Strömungsleitkörper 50 sind an einem Ende 52 ähnlich dem Ablaufende 22 der Strömungsleitkörper 10 ausgebildet, so dass sie sich ebenfalls in den Spalt zwischen zwei benachbarten Rippenrohren 2 schmiegen und dort befestigt werden können. Am anderen Ende 54 laufen die Strömungsleitkörper 50 im Querschnitt tropfenförmig aus. Der Einfachheit halber sind gleiche Strömungsleitkörper 50 verwendet, die jedoch bei Anordnung jeweils auf der Anströmseite um 180° verdreht zu den auf der Abströmseite angeordneten Strömungsleitkörpern 50 sind, so dass das Ende 54 der Anströmrichtung zugewandt ist und das zur Schmiegung in den Spalt zwischen zwei Rippenrohren 2 gestaltete Ende 52 in Abströmrichtung weist. Die Strömungsleitkörper 50 sorgen für eine strömungsgünstige Führung der Gasströmung zwischen den Lagen A und C.

Fig. 5 zeigt eine Rippenrohranordnung mit nur zwei Rippenrohrlagen, wobei die Rippenrohre 2 der einzelnen Lagen in gleichen Anströmebenen 16 angeordnet sind und mit ihren Rippenumfängen einen Abstand a voneinander haben. Im Bereich der Ebene 14, in welcher wie bei den Fig. 1,3 und 4 Strömungsleitkörper 10 und 12 auf der Anström- bzw. Abströmseite angeordnet sind, sind zusätzliche Strömungsleitkörper 60 vorgesehen, die in Strömungsrichtung gesehen symmetrisch, d.h. mit auf der Anströmseite und der Abströmseite in gleicher Weise in die entsprechenden Spalte zwischen jeweils zwei Rippenrohren 2 sich schmiegenden Enden 62 ausgebildet sind. Dabei entsteht eine etwa zitronen-förmige Querschnittsform dieser Strömungsleitkörper 60. Die Strömungsleitkörper 60 sorgen für eine strömungsgünstige Verteilung der Strömung zwischen den beiden Rippenrohrlagen und für eine gute Anströmung der Kernrohre 4 auf der stromabwärts gelegenen Rippenrohrlage. Es ist noch zuerwähnen, dass die Strömungsleitkörper 60 mit den Rippen 6

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so verbunden sein können wie die Strömungsleitkörper 10,

12.

Fig. 6 zeigt eine einlagige Anordnung von Rippenrohren 2' mit ovalen Kernrohren 4' und eckigen Rippenplatten 6', die für die gesamte Lage einstückig sein können. In gleichem Abstand von den Hauptanströmebenen 16 der Kernrohre 4' und parallel dazu sind in den Ebenen 14 einstückige Strömungsleitkörper 70 vorgesehen, die einen Einlaufabschnitt 72, einen an die ovalen Kernrohre 4' angepasst profilierten, verjüngten Abschnitt 74 und einen Auslaufabschnitt 76 aufweisen, welcher wie die Strömungsleitkörper 12 beidseitig verjüngt ist, um Diffusorkanäle 36 zu schaffen. Es ist ersichtlich, dass auch in diesem Fall das in Richtung des Pfeiles 8 anströmende Gas (Luft) strömungsgünstig nahe an die ovalen Kernrohre 4' herangeführt und unter Druckrückgewinnung auf der Abströmseite wieder von der Rippenrohranordnung weggeführt wird. Die Ausführung nach Fig. 7 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 6 ausschliesslich dadurch, dass die Kernrohre 4" mit einem strömungsgünstigen Profil gestaltet sind, was die Verluste im Vergleich zur Ausführung nach Fig. 6 nochmals verringert.

Der verjüngte Zwischenabschnitt 74 ist hier selbstverständlich angepasst an die Kontur der Kernrohre 4" gestaltet.

In den Figuren 8 und 9 ist eine abgewandelte Ausführung dargestellt. Die ovalen Kernrohre 4' einer Rippenrohranordnung sind mit rechteckigen Rippen 80 bestückt, die ebenso wie bei den anderen beschriebenen Ausführungen quer zur Kernrohrlängsachse verlaufen. Aus der Vorderkante 82 sind dreieckförmige Lappen ausgeschnitten und so abgebogen, dass sie Strömungsleitkörper 84 bilden. Diese der Anströmrichtung 8 zugewandten Strömungsleitkörper 84 erzeugen eine geordnete Wirbelströmung im Bereich hinter der Vorderkante 82 mit Längswirbeln, in deren Kern sich aufgrund des Zyklonprinzips wärmere Luft ansammelt, während die kältere Luft in den Aussenbereichen der erzeugten Wirbel zirkuliert. Die Längswirbel erhöhen bei ihrer Passage zwischen den Rippen 80 ihre Umfangsgeschwindigkeit, während die Luft aufgrund der Verdrängungswirkung der Kernrohre 4' beschleunigt wird. So wird auch in diesem Fall kühle Luft mit den Kernrohren 4' und den Rippen zur verbesserten Kühlung in Kontakt gebracht. Hierdurch wird die Wärme-Übergangszahl erhöht.

Fig. 9 zeigt die Anordnung nach Fig. 8 in Frontansicht, wobei zwei Rippen 80 nebeneinander dargestellt sind. Es ist ersichtlich, dass bei jeder Rippe 80 die Strömungsleitkörper 84 wie beschrieben abwechselnd zu entgegengesetzten Seiten jeder Kante 82 abgebogen sind, so dass in dem zwischen zwei Rippen 80 gebildeten Kanal 86 die Strömungsleitkörper 84, welche von der einen Rippe 80 wegragen, versetzt zu den Strömungsleitkörpern 84 sind, die von der anderen Rippe 80 in den gleichen Kanal 86 ragen. Die von den beiden Seiten der Strömungsleitkörper abgelösten Längswirbel drehen, wie auch in der Darstellung gemäss Fig. 9 angedeutet ist, in entgegengesetzter Richtung. Bei Anwendung der anhand der Fig. 8 und 9 beschriebenen Strömungsleitkörper 84 wird im Vergleich zu bisherigen Lösungen (vgl. Fig. 2) die Wärmeübertragungszahl bedeutend erhöht.

Die Strömungsleitkörper 84 nach den Fig. 8 und 9 können zusätzlich bei den Ausführungen nach Fig. 1 bis 7 vorgesehen sein, um die geschilderten Wirkungen in vorteilhafter Weise zu kombinieren.

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664 213 PATENTANSPRÜCHE

1. Rippenrohranordnung zur Wärmeübertragung zwischen einem ersten, in den Rippenrohren strömenden Medium und einem zweiten, ausserhalb der Rippenrohre in Richtung quer dazu strömenden Medium mit Strömungsleitkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitkörper ( 10, 12, ; 50, 60, 70; 84) in der Anströmung (38) und/ oder Abströmung (36) des zweiten Mediums zu und/oder von den Rippenrohren (2, 2') angeordnet und tragflügelartig ausgebildet sind.

2. Rippenrohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitkörper (10, 12 ; 50, 60, 70) Flächen aufweisen, durch welche das zweite Medium zu den Kernrohren (4,4') der Rippenrohre hinlenkbar ist.

3. Rippenrohranordnung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitkörper von in Längsrichtung der Rippenrohre (2, 2') verlaufenden Profilen (10, 12, ; 50,60,70) insbesondere aus Kunststoff gebildet sind.

4. Rippenrohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitkörper (10, 12, 50,60,70) in zu den Hauptanströmungsebenen ( 16) der Rippenrohre (2,2') versetzten Ebenen (14) angeordnet sind.

5. Rippenrohranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitkörper (10,12, 50,60, 70) Verjüngungen (22,24, 52,62,74) aufweisen, welche sich jeweils in die Verengung zwischen zwei benachbarten Rippenrohren (2, 2') schmiegen.

6. Rippenrohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Abströmseite der Rippenrohre (2) angeordnete Strömungsleitkörper (12) zur Bildung von Diffusorkanälen (36) gestaltet sind.

7. Rippenrohranordnung in einer Packung mit mehreren versetzt zueinander angeordneten Rippenrohrlagen, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungsleitkörper (10,12,50,60) hinter und zwischen den einzelnen Rippenrohrlagen in Ebenen versetzt zu den Hauptebenen der Rippenrohre (2) in den äusseren Lagen der Pak-kung angeordnet sind.

8. Rippenrohranordnung nach Anspruch 7 mit weitstehenden Rippenrohrlagen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Rippenrohrlagen (A, B, C) zusätzliche Strömungsleitkörper (50,60) auch in den Achsebenen der Rippenrohre vorgesehen sind.

9. Rippenrohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anströmung angeordnete Strömungsleitkörper (10) sich von ihrem auflaufenden Ende ( 18) ausgehend in Strömungsrichtung bis zu einer Stelle (20) grösster Stärke hinter ihrer Mitte verdicken und anschliessend ein in Anpassung an die Verengungen zwischen den Rippen benachbarter Rippenrohre beidseitig mit konkaver Krümmung gestaltetes Ende (22) haben.

10. Rippenrohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abströmung angeordnete Strömungsleitkörper ( 12) eine Stelle (26) grösster Stärke in Strömungsrichtung gesehen vor ihrer Mitte haben und anschliessend über den grösseren Teil ihrer Länge eine V-förmige Verjüngung (28) aufweisen.

11. Rippenrohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strömungsleitkörper (70) einen in der Anströmung gelegenen Einlaufabschnitt (72), einen in der Abströmung gelegenen Auslauf-abschnitt(76) und dazwischen einen verjüngten Abschnitt (74) aufweist.

12. Rippenrohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernrohre (4") selbst ein strömungsgünstig gestaltetes Profil haben.

13. Rippenrohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungsleitkörper (84) an den Rippenvorderkanten (82) zur Erzeugung einer geordneten Wirbelströmung vorgesehen sind.

14. Rippenrohranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitkörper (84) von aus den Rippenvorderkanten ausgeschnittenen, in die Strömung abgewinkelten, dreieckigen Lappen gebildet sind.