DE2946879C2 - - Google Patents
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einem Rührer entsprechend dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartiger Rührer dienen der Verwirbelung eines Fluids in einem
Wärmetauscher und werden durch schraubenförmige Verdrehung ei
nes Streifens gebildet, so daß sich eine Querschnittsform er
gibt, welche jeweils in entgegengesetzte Richtung verlaufende
Krümmungen aufweist. Wenn ein solcher Rührer in einem Rohr der
art angeordnet ist, daß das in diesem Rohr strömende Fluid die
konkaven Flächen des Rührers anströmt, ergeben sich lediglich
geringe Verluste ohne Beeinträchtigung der thermischen Verhält
nisse des Wärmetauschers.
Aus der FR-PS 24 36 959 ist ein Rührer bekannt, dessen Mittel
abschnitt im wesentlichen als Kreisabschnitt bezeichnet werden
kann, an dem sich zur Bildung einer S-förmigen Querschnittsform
in den jeweiligen Ansatzpunkten einander diametral gegenüber
liegend - zwei kreisbogenförmige Seitenteile von gegenläufig
orientierter Krümmung anschließen. Die Dicke der an ihren äu
ßeren Abschnitten abgerundet ausgebildeten Seitenteile nimmt
- ausgehend von dem genannten Mittelteil - nach unten hin ab.
Der hierbei verdickt ausgebildete Mittelabschnitt kann in be
stimmten Fällen entfallen, so daß die S-förmige Querschnitts
form ausschließlich durch eine entsprechend starke Krümmung der
Seitenteile erreicht werden muß. Aus Gründen der Steifigkeit
wird in dieser Druckschrift jedoch solchen Ausführungsformen
der Vorzug gegeben, deren Mittelabschnitt verdickt ausgestaltet
ist. Der eine gewisse konstruktive Komplexität mit sich bringende
Mittelabschnitt, welcher somit eine erheblich größere Dicke auf
weist als die genannten Seitenteile, dient der Stabilität des
Rührers.
Aus der FR-PS 9 52 438 ist ein als dreigängige Wendel ausge
bildeter Rotationskörper für eine Emulgiermaschine bekannt,
welcher von oben in ein die zu emulgierenden Stoffe enthal
tendes Gefäß hineinragt. Die Wendeln des Rotationskörpers sind
in Richtung auf die Einführungsseite des Gefäßes hin gekrümmt
ausgebildet. Die Querschnittsgestaltung des Rotationskörpers
zeigt ein kreisförmiges Mittelteil, an welchem entsprechend der
erwähnten Ganzzahl drei gekrümmt ausgebildete, in peripherer
Richtung um 120° versetzt angeordnete Seitenteile angesetzt
sind. Hinsichtlich der Komplexität der Querschnittsgestalt gilt
Vergleichbares wie bei dem Rührer gemäß der FR-PS 24 36 959.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Rührer zu entwerfen,
dessen Steifigkeit im Mittelbereich durch einfache konstrukti
ve Maßnahmen vergrößert ist bei gleichzeitig geringem Druckver
lust des strömenden Fluids.
Gelöst ist diese Aufgabe bei einem
gattungsgemäßen Rührer durch die Merkmale des Kennzeichnungs
teils des Anspruchs 1.
Ausgehend von der S-förmige Grundgestalt der Querschnittsform
des Rührers wird diese gegenüber dem nächstliegenden Stand der
Technik, sowie er in der FR-PS 24 36 959 zum Ausdruck kommt, da
durch vereinfacht, daß die S-förmige Grundgestalt durch doppelte
Biegung des Mittelteils erzielt wird, wodurch erreichbar ist,
daß die Seitenteile praktisch ohne Dickenänderung an das Mit
telteil anschließen. Aus dieser reinen geometrischen Verein
fachung ergibt sich eine vereinfachte Herstellung des Rührers,
welcher gleichzeitig bei Verwendung in einem rohrförmigen Wär
metauscher neben einem geringen Druckverlust des strömenden
Mediums auch günstige Wärmetauschbedingungen mit sich bringt.
In vorteilhafter Weise kann der Querschnitt entsprechend den
Merkmalen des Anspruchs 5 derart ausgebildet sein, daß die Mit
tellinien der Seitenteile mit einer Mittellinie des mittleren
Abschnitts des Mittelteils einen Winkel von mehr als 150° bil
den. Dabei können die seitlichen Abschnitte geradlinig oder
auch gekrümmt sein.
Die S-förmige Grundgestalt des Rührers verleiht diesem eine
ausreichende Steifigkeit, so daß in manchen Fällen der mittle
re Abschnitt des Mittelteils dünner ausgebildet sein kann als
die übrigen Bereiche des Mittelteils.
Es kann der Querschnitt des Rührers auch derart bemessen sein,
daß eine im wesentlichen konstante Dicke vorhanden ist. Durch
Abrundung der Enden der Seitenteile wird das Einsetzen des
Rührers in einen rohrförmigen Wärmetauscher erleichtert.
Der Rührer kann in jedem Fall durch Extrudieren von thermo
plastischem Material oder mit Hilfe eines metallischen Strei
fens hergestellt werden.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die in
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher er
läutert werden. Es zeigen
Fig. 1 bis 3 Schnittansichten einiger erfindungsgemäßer Rührer.
Gemäß Fig. 1 sind die Seitenteile 3 eines Rührers 1 beidseitig
zu einem Mittelteil 7 im wesentlichen rechtwinklig abgewinkelt,
und zwar symmetrisch bezüglich der Achse des Rührers, welche
durch den Mittelpunkt O des Querschnitts verläuft.
Die Seitenteile 3 besitzen eine konstante Dicke, die im wesent
lichen derjenigen des Mittelteils 7 entspricht. Die Enden 9
der Seitenteile 3 sind abgerundet, wodurch das Einsetzen in
ein Rohr 4 erleichtert ist. Die Seitenteile 3 sowie das Mit
telteil 7 sind gradlinig ausgestaltet.
In der Variante nach Fig. 2 besitzen die Seitenteile 3 ein zur
Senkrechten zum Mittelteil 7 geneigtes Profil, welche Senk
rechte durch den Mittelpunkt O verläuft. Die Dicke der Seiten
teile 3 nimmt zu den Enden 9 hin ab. Im übrigen entspricht die
Querschnittsgestaltung derjenigen des vorstehend beschriebenen
Beispiels.
In der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Seitenteile 3 gerad
linig ausgebildet und weisen eine konstante Dicke auf. Sie
können jedoch auch gekrümmt sein und/oder eine veränderliche
Dicke aufweisen und sind durch ein Mittelteil 7 miteinander
verbunden, welches eine doppelte Krümmung in der Form eines
S besitzt und dessen mittlerer Bereich dünner ausgebildet ist
als die Seitenteile 3.
Der Abstand d der Mittellinien 10 der Seitenteile 3 voneinan
der beträgt - bezogen auf den Außendurchmesser D des Rührers -
vorzugsweise
0,2 D < d < 0,6 D.
Untersuchungen an erfindungsgemäß ausgebildeten Rührern haben
gezeigt, daß im Vergleich zu dem Rührer gemäß der FR-PS
24 36 959 der Leistungsverlust unabhängig von der Drehrich
tung geringer ausfällt.
Claims (9)
1. Rührer zur Verwirbelung eines Fluids, der koaxial in
einem Rohr antreibbar angeordnet ist und der durch einen
schraubenförmig gewundenen Streifen gebildet wird, mit ei
nem Mittelteil im Bereich um die Rührerachse und mit zwei
Seitenteilen, die sich vom Mittelteil aus in entgegengesetz
te Richtungen erstrecken und im wesentlichen die gleiche
Dicke wie das Mittelteil aufweisen, wobei der Rührer in
einem Querschnitt senkrecht zur Achse im wesentlichen eine
S-förmige Gestalt hat, dadurch gekennzeichnet, daß die S-
förmige Gestalt des Querschnittes des Rührers im wesent
lichen durch eine doppelte Biegung des Mittelteils (7) er
zielt wird.
2. Rührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mit
telteil (7) eine konstante Dicke aufweist.
3. Rührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mit
telteil (7) bereichsweise dünner ausgebildet ist als die
Seitenteile.
4. Rührer nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (3) in ihrem
Verbindungsbereich mit dem Mittelteil (7) hinsichtlich ei
ner durch den mittleren Abschnitt des Mittelteils (7) ver
laufenden Mittellinie geneigt angeordnet sind.
5. Rührer nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinien der Seitentei
le (3) mit einer Mittellinie des mittleren Abschnitts ei
nen Winkel von mehr als 150° bilden.
6. Rührer nach einem der vorangegangen Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (3) geradlinig
ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen.
7. Rührer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abstand d der Mittellinien (10) der Seitenteile (3) eine
Abmessung hat, die innerhalb des Bereichs
0,2 D < d < 0,6 D
liegt, wobei D dem Außendurchmesser des Rührers entspricht.
8. Rührer nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (3) eine konstan
te Dicke aufweisen und an ihren Enden abgerundet ausgestaltet
sind.
9. Rührer nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Dicke der Seitenteile (3) in
ihren Verbindungsbereichen mit dem Mittelteil (7) bis zu
ihren Enden hin abnimmt.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
FR7833240A FR2442421A1 (fr) | 1978-11-24 | 1978-11-24 | Perfectionnements apportes aux echangeurs de chaleur tubulaires et aux agitateurs destines a de tels echangeurs |
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