NO141964B - Roerformet legeme. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et rørformet legeme som omfatter fordypningsribber dannet i cirkumferensiell retning i ytterflaten av det rørformede legeme og tilsvarende utragende ribber dannet i cirkumferensiell retning på innerflaten av det rørformede legeme.

Slike rørformede legemer benyttes som varmevekslerrør og er tidligere kjent bl.a. fra tysk OS 2 101 204, svensk utlegnings-skrift nr. 363 164 og 368 456, britisk patent nr. 1 318 355

og 1 429 554, og fransk patent nr. 2 088 535.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å forbedre varrae-ledningseffekten for slike rørformede legemer.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved et rørformet legeme av den innledningsvis nevnte type, hvor det karakteristiske er at nevnte fordypningsribber og utragende ribber snor seg i bølgeform og er anordnet i den cirkumferensielle retning.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene og av følgende beskrivelse av de utførelses-eksempler som er vist på vedføyéde tegninger. Fig. 1 er et sideriss av et rorformet legeme ifolge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et perspektivisk riss av et rorformet legeme ifolge foreliggende oppfinnelse.

Fig. 3 og 4 illustrerer dannelse av fordypninger.

Fig. 5 og 6 er diagrammer som viser detaljer ved nevnte fordypninger. Fig. 7 er et sideriss av et rorformet legeme ifolge foreliggende oppfinnelse benyttet som varmeledningsror i en varmeveksler.

Fig. 8 er et frontriss av roret på fig. 7.

Fig. 9 er et frontriss som viser en rekke av de rorformede legemer på fig. 7. Fig. 10 er en perspektivisk skisse som viser en sammenstilling av de rorformede legemer vist på fig. 7.

I det folgende skal en foretrukket utforelsesform av oppfinnelsen beskrives under henvisning til tegningene.

Fig. 1, 2 og 3 viser et rorformet legeme 1 hvor det på ytterflaten la er dannet en rekke spiralformede, periodisk bolgede fordypningsribber 2 (se fig. 6) med en viss dybde og vinkel og hvor det derved på legemets innerflate lb er dannet en tilsvarende rekke med utragende ribber 3 med bolger av gitt periodisitet (se fig. 6).

I utforelseseksemplet vist på fig. 1 og 2 er nevnte fordypningsribber 2 spiralformet på ytterflaten la av det rorformede legemet 1, men de kan dannes på en ringlignende måte som vist på fig. 4.

Tverrsnittprofilen av det viste rorformede legemet 1 er sirkulær, men en hvilken som helst annen profil kan benyttes.

På fig. 3 og 4 er fordypningsribbene 2 angitt med en strek-punkts linje.

Nevnte bolgeformede fordypninger arrangert med gitt periodisitet skal beskrives ytterligere i det folgende under henvisning til fig. 5 og 6.

Som vist på fig. 5 (a) (b) (c) (d) er det for spiraldannelse av nevnte fordypningsribber 2 på ytterflaten 1 a av det rorformede Jagemet 1, tenkt en basislinje S 1 av nevnte rekke av fordypningsribber 2 med en stigningsvinkel a Vinkelen a er mellom 1° og 30°.

Ved ringdannelse av nevnte fordypningsribber 2 på ytter-flater. 1= av der rbrfor.-.ede legemet 1 clir kor.taktvir.keler. son dannes -ellom basislir.jen 5- 1 av rekken av periodiske colcede fordypningsribber 2 og tverrsnittet S av det rorformede legemet 1 (tverrsnitt langs en akse vertikal med det rorf ormede legemets 1 lengdeakse) tatt lik idet

2 ligger i området 1 til 30°.

I ovenstående beskrivelse befinner stigningsvinkelsen eller kontaktvinkelen alfa seg i området 1 til 30°. Dette området er det mest onskelige, men ikke det eneste brukbare.

Dybden d av fordypningsribben 2, som antydet på fig. 6, er satt til området 0,5 til 5 mm. Dette området er det mest onskelige, men ikke det eneste brukbare.

På fig. 5 (a) er bolgeformen vist som en fortsettelse av

en sirkulær del R1 og en rett del R 2, og en rekke fordypningsribber 2 med slik bolgeform er dannet på det iror formede legemet 1. I dette tilfelle er bo lgef ormens bolgelengde l holdt i området 3,5 til 50 mm og skjærings-vinkelen £ mellom det rette parti R 2 og basislinjen Sl er holdt i området 5 til 60°. På fig. 5 (a) er bolgeformen en fortsettelse av det sirkulære partiet

RI og det rette partiet R 2, men dette er ikke den eneste mulige form. Kurven kan f.eks. ha sinusfasong,

idet vinkelen ligger i området 5 til 60° og bolgelengden L fra bolgeto^p til bolgetopp ligger i området 0,3 til 50mm.

På fig. 5 (b) er bolgeformen sagtakket, og en rekke slike sagtakkede fordypningsribber 2 er dannet med en bolgelengde Å på det rorf ormede legeme 1, idet bolgelengden ligger i området 0,3 til 50 mm og vinkelen 8 mellom sagtakkbolgen og basislinjen S 1 ligger i området 5 til 60°.

Områdene satte på fig. 5 (a) (b), d.v.s. 8 er lik 5 til 60° og 3,5 til 50 mm,er de mest onskelig, men ikke de eneste som kan benyttes.

På fig. 5 (c) er bolgeformen en alternerende rekke av

det halvsirkulære parti R 3 og dens speilbilde R 4, og en rekke fordypningsribber 2 med slik bolgeform er dannet på det rorformede legemet 1, idet bolgelengden mellom to påfolgende bolgetopper ligger i området 3,5 til 50 mm og vinkelen B i skjæringspunktet mellom basislinjen S 1 og tangenten i vendepunktet mellom de sirkulære partier R 3 og R 4 ligger i området 1 til 90O.

På fig. 5 (d) er bolgeformen rettvinklet, og en rekke fordypningsribber 2 med slik kvadratisk bolgeform er dannet på det rorformede legemet, idet bolgelengden ligger i området 3,5 til 50mm og vinkelen B mellom kvadratbblgeformen og basislinjen s 1 ligger i området 1 til 90o.

De områder som er gitt for fig. 5 (c) (d),d.v.s. 8 er lik

1 til 90° og ^ er lik 3,5 til 50mm, er de mest onskelige, men er ikke de eneste brukbare. Andre bolgeformer enn de som er vist på fig; 5 kan benyttes.

I det folgende skal det beskrives resultater av prover utfort med et rorformet legeme ifolge foreliggende oppfinnelse. Under provene ble det rorformede legemet 1 oppvarmet utvendig til en gitt temperatur med en gitt luftstromningsmengde; et fluid med en gitt temperatur ble fort gjennom det rorformede legemet 1 ; og temperaturen av fluidet nær utlbpet av det rorformede legemet 1 ble målt for således å sammenligne det rorformede legemet ifolge oppfinnelsen med et konvensjonelt sådant.

Eksperiment A

I dette eksperiment var varmeledningsflaten den samme for begge rorformede legemer, og yttertemperaturen var 280C.

Eksperiment B

I dette eksperiment var varmeledningsflaten halvparten av den for eksperiment A,og oppvarmningstemperaturen var senket til 200C.

I eksperiment A var gjennomsnittsutlopstemperaturen i det rorformede legemet ifolge oppfinnelsen 1,5 til 1,6 ganger utlopstemperaturen for det konvensjonelle ror," og i eksperiment B var den 1,3 til 1,5 ganger så stor. Resultatet beviser en forbedring i varmeledningseffekten i det rorformede legemet 1 ifolge foreliggende oppfinnelse.

Et eksempel på bruk av et rorformet legeme 1 ifolge foreliggende oppfinnelse som varmeledningsror i en varmeveksler skal beskrives i det folgende.

På fig. 7 og 8 er de to ender 1', 1'<1> av det rorformede legemet 1 flatklemt for å danne et forbindelsesstykke 4

som er retangulært i tverrsnitt og hvor de to sider 4a,

4b av forbindelsesstykket 4 er presset like langt ut til siden.

Som vist på fig. 9 og 10 er flere rorformede legemer 1 anordnet parallellt med hverandre slik at det danner et nettverk (arrangementet er ikke begrenset til dette monster) i og med alle de rorformede legemer samlet ved endene 1', 1'<1> blir sidene av inntil hverandre liggende legemer sveiset sammen pa langs og på tvers. Herunder justeres gapet C mellom inntil hverandre liggende legemer ved å endre graden av utbuling ved 4a, 4b, og på denne måte kan stromningshastigheten av fluid som passerer gjennom åpningen C okes ved hensiktsmessig fastsetting av utbulingen eller den tversgående utraging av sidene 4a, 4b.

Forbindelsespartiene 4 av de sammensatte rorformede legemer 1 innpasses i et rammeverk 5 som bestemmer disse rorformede legemers posisjon. Deretter innsettes elastisk deformerbare hylser 6, 7 i rommet mellom forbindelsesstykkene 4 av de rorformede legemer 1 i horisontal retning. Daved kan den termiske spenning som forårsakes i vertikal retning ( på fig. 10) i forbindelsesstykkene 4 på grunn av termisk utvidelse absorberes ved deformasjon av hylsene 6, 7 mens den termiske utvidelse i forbindelsenes tverretning på grunn av sveising kan kompenseres ved termisk utvidelse av rammeverket 5 som er fremstilt av samme materiale som det rorfOTmede legeme1b<fe>3:?'' Samtidig kan^termisk utvidelse i det rorformede legemets 1 lengderetning absorberes av gapet C (fig. 9) mellom nabororlegemet 1. I dette eks.

er forbindelsesstykket 4 dannet ved flatklemming av endene 1', l<1>1 av det rorformede legemet 1, men det kan også dannes ved utvidelse av disse ender (fig.7).

Ved en slik konstruksjon gjor foreliggende oppfinnelse stromingshastigheten og temperaturfordelingen på innsiden og utsiden av det rorformede legemet varåabel slik at varmeledningseffekten eller blandeffekten av et fluid som strommer i det rorformede legemet forbedres.

Claims (4)

1. Rørformet legeme, omfattende fordypningsribber dannet i cirkumferensiell retning i ytterflaten av det rørformede legeme og tilsvarende utragende ribber dannet i cirkumferensiell retning på innerflaten av det rørformede legeme, karakterisert ved at nevnte fordypningsribber (2) og utragende ribber snor seg i bølgeform og er anordnet i den cirkumferensielle retning.

2. Rørformet legeme ifølge krav 1, karakterisert ved at fordypningsribbene (2) og de utragende ribber er spiralformet (fig. 3) eller ringformet (fig. 4) méd en viss vinkel med en linje som står vertikalt på det rørformede legemets (1) lengdeakse.

3. Rørformet legeme ifølge krav 2, karakterisert ved at fordypningsribbenes (2) og de utragende ribbers basislinje (Sl) fortrinnsvis har en stigningsvinkel Ipc) på 1 - 30°, eller at vinkelen (oO) mellom planet for basislinjen (Sl) for fordypningsribbene og tverrsnittet (S) av det rørformede legemet (1) fortrinnsvis befinner seg i området 1 - 30°.

4. Rørformet legeme ifølge et foregående krav, karakterisert ved at dybden av fordypningsribbene (2) fortrinnsvis er mellom 0,5 mm og 5 mm.