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Wärmeaustauscher mit einer putenförmige Kanäle aufweisenden Wand zur
übertragung eines Wärmeflusses in eine mindestens teilweise verdampfende Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher mit einer putenförmige Kanäle aufweisenden
wärmeleitfähigen Wand zur übertragung des von einem heißen Körper oder Wärmeerzeuger
ausgehenden Wärmeflusses an eine die wärmeabgebende Wandfläche benetzende und dabei
zumindest teilweise zur Verdampfung gelangende Flüssigkeit, wobei die Breite der
putenförmigen Kanäle weniger als ein Drittel ihrer Tiefe beträgt.
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Bekanntlich findet der Wärmeübergang zwischen einem Oberflächenteil
einer als isotherm angenommenen Wand und einer ihre Sättigungs- oder Siedetemperatur
angenommenen Flüssigkeit nach einer nichtlinearen Gesetzmäßigkeit statt, deren allgemeiner
Kurvenverlauf in Form der sogenannten Nukiyama-Kurve in F i g. 1 wiedergegeben ist.
In diesem Kurvenbild, das den Fall behandelt, in welchem die Flüssig, keit Wasser
mit der Temperatur von 100° C ist, sind als Abzissen die dem wärmeabgebenden Wandteil
auferlegte Temperatur in Celsiusgraden und als Ordinaten der von diesem Wandteil
an die Flüssigkeit übertragene Wärmefluß aufgetragen. In dieser Kurve unterscheidet
man gewöhnlich vier Bereiche A, B,
C und D, von denen der Bereich
A bis zum Kurvenpunkt L natürlicher Konvektion ohne Sieden, der Bereich B
zwischen den Kurvenpunkten L und M dem normalen Siedevorgang, der Bereich C zwischen
den Kurvenpunkten M und N einer übergangszone mit instabiler Siedung und der Bereich
D oberhalb des Kurvenpunktes N einer filmartigen Verdampfung entspricht. In dem
Betriebsfalle, daß die Temperatur des wärmeabgebenden Wandteils vorgeschrieben ist,
erfolgt der Wärmeaustausch zwischen diesem Wandteil und der Flüssigkeit unabhängig
vom betreffenden Betriebspunkt dieser Kurve stabil. Wenn aber der dem betreffenden
Wandteil zugeordnete heiße Körper oder Wärmeerzeuger einen zunehmenden Wärmefluß
vorschreibt, steigt der Betriebspunkt auf dem Kurvenzweig LM rasch an und
läuft nach überschreiten des Maximums M plötzlich auf einen oberhalb des Punktes
Q gelegenen Betriebspunkt, was einer plötzlichen Erhitzung der Wand um etwa 1000°
C entspricht. Diese plötzliche Erhitzung ist die Folge des sogenannten Leidenfrostschen
Phänomens, das im übrigen dem Betriebspunkt M den Namen »Leidenfrost-Punkt« gegeben
hat. Die Tatsache, daß das überschreiten des Leidenfrost-Punktes in einem Wärmeaustauscher
mit vorgeschriebenem Wärmefluß zu einer plötzlichen Überhitzung der Wärmeaustauschwand
führt, hat meist die Zerstörung dieser Wärmeaustauschwand zur Folge.
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Um diese Gefahr der Zerstörung der Wärmeaustauschwand zu vermeiden,
ist man in bisher üblicher Weise meist bestrebt, die Ordinate des Betriebspunktes
M zu erhöhen, indem möglichst rasch durch Eingabe unverdampften Wassers die auf
den Oberflächen gebildeten Dampfschichten beseitigt werden. Die Mittel beruhten
in der das Dampfvolumen vermindernden Druckerhöhung und der Zuhilfenahme eines die
Dampfblasen wegtreibenden schnellen Flüssigkeitsumlaufs. Somit blieben die Betriebspunkte
in dem Kurvenbereich B normalen Siedens, und man war darauf bedacht, diese Betriebspunkte
weit genug vom Punkt M zu halten, um einen Sicherheitsbereich zu wahren und damit
den Gefahren des Leidenfrostschen Phänomens und der von diesem Betriebspunkt M an
beginnenden Möglichkeit einer Zerstörung der Wärmeaustauschwand zu begegnen. Demzufolge
benutzte man bisher systematisch isotherme Wärmeaustauschflächen, da jede Stelle
dieser Wand, die heißes als die mittlere Temperatur derselben gewesen wäre, die
zerstörende Wirkung des Leidenfrostschen Phänomens verstärkt hätte.
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Eine demgegenüber völlig andere Technik des Wärmeaustausches einer
an eine Flüssigkeit wärmeabgebenden Wand besteht bekanntlich darin, die das Verdampfen
der Flüssigkeit hervorrufende Wandoberfläche mit massiven wärmeleitenden Rippen
oder
Höckern zu versehen, deren Fußstärke gegenüber der Bodenbreite
der von den Rippen oder Höckern begrenzten Kanäle groß gehalten ist, wobei die Oberflächen
der einzelnen Vorsprünge so groß im Vergleich zu den Abmessungen der entstehenden
Dampfbläschen gehalten sind, daß ein mit der Wandoberfläche in Berührung stehendes
Flüssigkeitshäutchen an allen Punkten der Wärmeaustauschwand dauernd erneuert wird.
Auf Grund dieser Maßnahme befinden sich die Vorsprünge mit ihrem freien Ende ständig
in der Kühlflüssigkeit oberhalb des Bereiches, der von dem Dampf eingenommen wird,
der sich in Berührung mit der heißen Wand und über dem Fuß der Vorsprünge seitlich
der Wand bildet. Die massiven Vorsprünge der Wand sind hierbei zueinander so «reit
entfernt, daß sich der durch den Wärmeaustausch erzeugte Dampf in den sie trennenden
vertikalen Kanälen sammelt und in einer raschen Thermosiphonbewegung aufwärts strebt.
Diese vertikalen Kanäle können seitlich offen oder auch durch eine seitliche Wandung
geschlossen sein, die zur Leitung der Umströmung der durch den Dampf angetriebenen
Flüssigkeit beiträgt. Derartige Vorrichtungen werden zur Siedekühlung der Anoden
von Elektronensenderöhren benutzt. Ihre Wirksamkeit ist überraschend, da bei ihrer
Anwendung ein einfaches Bad siedenden Wassers wirkungsvoller für die Kühlung als
ein zwangsweise herbeigeführter Umstrom unter Druck in Berührung mit einer heißen
Wand stehenden kalten Wassers ist.
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Bei den so gebildeten Siedekühlvorrichtungen stellt sich der Siedevorgang
auf nichtisothermen Oberflächen ein, und über ihren Betrieb angestellte Untersuchungen
haben gezeigt, daß ihre Wirksamkeit vor allem auf die Stabilisierung eines gleichmäßigen
Temperaturgradienten längs der Flanken der massiven Vorsprünge zurückzuführen ist.
Man hat festgestellt, daß die dem Betriebspunkt M der Kurve der F i g. 1 entsprechende
örtliche Wandtemperatur von 125° C in einem Temperaturfeld mit stetig örtlich sich
ändernden Temperaturen zwischen dem Bereich B normalen Siedens entsprechenden kälteren
Zonen und dem Übergangsbereich C entsprechenden wärmeren Zonen auftritt. Der Übergangsbereich
ist somit temperaturstabilisiert und kann demzufolge ohne jegliche Gefahr einer
Zerstörung der Wärmeaustauschfläche verwendet werden. Die Gefahr des Auftretens
des Leidenfrostschen Phänomens ist nämlich durch die gute Wärmeleitung zwischen
benachbarten Oberflächenteilen ein und desselben Vorsprungs beseitigt. Diese gute
Wärmeleitung schließt die Gefahr einer örtlichen Erhitzung von etwa l000° C aus,
bei der der Betriebspunkt über den Punkt Q der Kurve hinauslaufen würde. Im übrigen
wurde bereits vorgeschlagen, diesen Wärmeaustausch noch zu verbessern und die hierfür
notwendige Stabilisierung des Temperaturgradienten längs der Vorsprünge der Wärmeaustauschwandung
zu erhöhen, indem die Vorsprünge mit Verlängerungen versehen sind, die so ausgebildet
sind, daß die Wärmeberührung zwischen der Flüssigkeit und dem freien Ende des betreffenden
Vorsprunges verbessert wird, wobei das freie Ende selbst an dem Wärmeaustausch durch
Sieden nicht teilnimmt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher
der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich des gleichen Verfahrens der Stabilisierung
eines stetigen Temperaturgradienten an einer absichtlich nicht isothermen heißen
Wand bedient, die von einer bei Berührung mit ihr siedenden Flüssigkeit benetzt
wird, und der noch höhere Leistungen gegenüber den früher diesseits vorgeschlagenen
entsprechenden Vorrichtungen abzugeben in der Lage ist.
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Diese Aufgabe ist bei einem Wärmeaustauscher der eingangs definierten
Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die zwischen den Kanälen
liegenden Teile der Wand in Querrichtung zu den Kanälen eine mittlere Stärke aufweisen,
die mit der Kanaltiefe und der Wärmeleitfähigkeit des die Wand bildenden Werkstoffs
durch die Gleichung
verknüpft ist, wobei b die Kanaltiefe, a die mittlere Stärke der zwischen
den Kanälen befindlichen Wandteile und c deren Wärmeleitfähigkeit ist und
b und a
in Zentimeter und c in W/cm - °C einzusetzen sind und schließlich
m in der Größenordnung von 1 liegender numerischer Faktor ist.
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Vorzugsweise beträgt die Breite der Kanäle ein Fünftel bis ein Zwölftel
ihrer Tiefe. Zweckmäßig ist die Tiefe der Kanäle größer als die Hälfte der Stärke
der Wand. Auch ist es in vielen Fällen günstig, wenn der Faktor m in dem Bereich
von 0,7 bis 1,8 liegt.
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Unter den vorerwähnten bekannten mit Siedekühlung arbeitenden Wärmeaustauschern
gibt es gewisse Ausführungsformen, bei denen gewisse Wandungsbereiche in Form von
nutförmigen Kanälen vorgesehen sind und die betrachtet werden können, als seien
sie durch eine starke Wand gebildet, in die solche Kanäle eingearbeitet sind. Bei
dem hier vorgeschlagenen Wärmeaustauscher weisen jedoch die nutenförmigen Kanäle
eine besondere Abmessung auf, die eine ganz spezielle Betriebsweise zur Folge hat.
Während nämlich die nutförmigen Kanäle bisher bekannter Wärmeaustauscher im Innern
des Gesamtvolumens des Aufbaues befindliche Dampfsammler bilden, stellen die nutförmigen
Kanäle des hier vorgeschlagenen Wärmeaustauschers Dampferzeuger dar, die dazu neigen,
den Dampf aus ihren Boden in einer etwa senkrecht zur Wand stehenden Richtung auszutreiben.
Der so erfolgte Wegfall von Dampfsammelkanälen läßt die Nutzfläche des Wärmeaustauschers
erhöhen. Vor allem die Außenbereiche der zwischen den Kanälen befindlichen Wärmeleitteile
der Wärmeaustauschwandung bleiben mit der Flüssigkeit in guter Berührung, während
sich der Dampf erst in einer gewissen Entfernung von Wand ansammelt. Bei den bisher
üblichen Wärmeaustauschern tauchen diese Enden der Wärmeleitteile der Wandung in
die Flüssigkeit nur oberhalb des vom Dampf eingenommenen Bereichs ein. Der erfindungsgemäß
vorgeschlagene Wärmeaustauscher weist demgegenüber eine wesentlich größere Wärmeaustauschfläche
auf und ist daher gegenüber den bekannten Wärmeaustauschern bei gleichem Volumen
leistungsfähiger.
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Der grundsätzliche Aufbau und die Betriebsweise des erfindungsgemäßen
Wärmeaustauschers gehen im einzelnen aus den F i g. 2 bis 4 der Zeichnung hervor.
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F i g. 2 zeigt schematisch im Schnitt den grundsätzlichen Aufbau einer
Wärmeaustauschwand gemäß der Erfindung. Hierbei ist mit dem gestrichelten Linien-zug
e-f-g-h der Umriß der Wärmeaustauschwand eines bisher bekannten, diesseits vorgeschlagenen
Wärmeaustauschers des nichtisothermen Systems eingezeichnet. Die Wand 1 des hier
vorgeschlagenen
Wärmeaustauschers empfängt im Betrieb einen seine
Fläche durchquerenden Wärmefluß und besitzt Wärmeleitteile 3 begrenzende
nutförmige Kanäle 4.
Die Wärmeleitteile 3 stehen hierbei mit der Wand 1 in
stofflicher Einheit; sie sind hier nur wegen des Vorhandenseins der Kanäle 4 gesondert
unterschieden und bezeichnet. Die nutförmigen Kanäle 4 sind schmal und tief;
ihre Tiefe b in der zu den Wärmeflußlinien 5 der abzugebenden Wärme paralleler
Richtung ist entsprechend dem jeweiligen Fall fünfbis zwölfmal so groß wie die Abmessung
ihrer Breite d. Die Kanäle 4 des hier vorgeschlagenen Wärmeaustauschers sind
daher anders als diejenigen Kanäle, welche die massiven Rippen oder Höcker bei den
vorbekannten Wärmeaustauschern trennen und hier mit e-f-g-h angedeutet sind; diese
Kanäle bisher üblicher Wärmeaustauscher besitzen nämlich eine Breite 6 und Tiefe
7, die praktisch von der gleichen Größenordnung sind.
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Die Länge der Wärmeleitteile 3 der Wand 1 ist gleich der Tiefe b der
nutförmigen Kanäle 4; ihre Breite a, die gleich dem Abstand zwischen jeweils
benachbarten Kanälen ist, wird in einer zum Wärmefiuß 5 senkrechten Ebene
gemessen. Die dritte Dimension dieser Wärmeaustauschteile 3, die senkrecht zur Zeichenebene
steht und daher in der Zeichnung nicht sichtbar ist, ist mindestens gleich der Breite
a, vorzugsweise größer als diese. Die Abmessungen a und b sind mit der Wärmeleitfähigkeit
c des die Wand bildenden Werkstoffs durch die Gleichung
verknüpft, wobei b und a in Zentimeter und c in Wlcm - ° C einzusetzen
sind und m ein in der Größenordnung von 1 liegender numerischer Faktor ist. Für
Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer oder Bronze oder mit nennenswerter
Wärmeleitfähigkeit wie Graphit und bei Verwendung von unterAtmosphärendruck stehendem
Wasser als Kühlflüssigkeit ist der Faktor m vorzugsweise etwas über 1, beispielsweise
zwischen 1 und 1,5, insbesondere mit 1,25 zu wählen.
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Die vorstehende, aus theoretischen überlegungen und diesseits angestellten
experimentellen Versuchen entstandene Gleichung gestattet, die Teile der Kühlvorrichtung
so zu bemessen, daß der Temperaturverlauf über die gesamte Länge b der Wärmeleitteile
3
selbst bei äußerst hohen Wärmeabgabewerten stetig bleibt. Es ist zu bemerken,
daß infolge des die Größen a und b miteinander verknüpfenden nichtlinearen
Gesetzes zwei Aufbauten verschiedener Abmessungen untereinander nicht vergleichbar
sind: Das Verhältnis Stärke zu Länge ist für lange Teile größer als für kurze Teile.
Beispielsweise beim = 1,25 und unter Verwendung von Kupfer (c = 3,7) führt eine
Massivteilbreite a = 1 cm zu einer Kanaltiefe b = 2,5 cm, während man für
b = 1 cm die Stärke a = 0,16 cm erhält. Es kann dabei vorkommen, daß bei
sehr geringen Längen die Wärmeträgheit der Massivteile nicht mehr ausreicht, um
die Stetigkeit des Temperaturverlaufs sicherzustellen. Man kann demnach das scheinbar
widersinnige Interesse haben, für die Wand weniger gut wärmeleitendes Metall zu
verwenden, da es gestattet, wärmeabgebende Teile der i gleichen Länge mit einer
größeren Stärke herzustellen. Andererseits würde die Verwendung von Massivteilen,
deren Stärke a unter Berücksichtigung der Wärmeleitfähigkeit deren Werkstoffs zu
groß für ihre Länge b wäre, die Angaben der Erfindung verlassen und zu einem Wandungsaufbau
führen, der dem Leidenfrostschen Phänomen in einem Wärmeabgabebereich, der sehr
viel unterhalb des durch die Erfindung erreichbaren liegt, nicht entkommen würde.
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In der schematischen Darstellung der F i g. 2 besitzen die nutförmigen
Kanäle 4 eine über ihre gesamte Tiefe konstante Breite d. In besonderen Fällen
jedoch, vor allem bei Verwendung großer Werte für die Tiefe b, kann es vorteilhaft
sein, daß die Kanäle 4
einen in der Zeichenebene der F i g. 2 liegenden Querschnitt
besitzen, der sich nach außen hin leicht ausweitet.
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Die ganz spezielle Betriebsart des hier vorgeschlagenen Wärmeaustauschers
ist vor allem dann erkennbar, wenn man sie mit derjenigen einer Wand oder Kühlvorrichtung
der diesseits zuvor vorgeschlagenen bekannten Bauart vergleicht, bei der eine konvexe
zylindrische Wandung mit senkrecht stehender Achse verwendet worden ist. Um einen
solchen Vergleich anzustellen, ist in der linken Hälfte der F i g. 3 in einem durch
dieAxialebene eines nutförmigen Kanals geführten Schnitt ein Teil der Wandung eines
bisher bekannten derartigen Wärmeaustauschers dargestellt, während in der rechten
Hälfte der gleichen Figur ein entsprechender Teil der Wärmeaustauschwand gemäß der
Erfindung veranschaulicht ist. Die Wand 1 a bzw. 1 besitzt eine Eingangs-
oder Innenfläche 2a
bzw. 2, die einen intensiven Wärmefluß, beispielsweise
im Falle einer Elektronenröhrenanode infolge eines Elektronenbombardements, aufnimmt.
Der von den wärmeabgebenden Teilen eingenommene Bereich ist bei dem bekannten Wärmeaustauscher
mit 3 a, bei dem erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher mit 3 angedeutet. Die
vom Dampf eingenommenen Räume sind im Fall des vorbekannten Aufbaues mit
10a, im Falle der Wärmeaustauschwand gemäß der Erfindung mit 10 bezeichnet.
Hieraus geht hervor, daß die Enden der wärmeabgebenden Teile 3 a der vorbekannten
Bauart mit der Flüssigkeit bei 11 a außerhalb des von Dampf eingenommenen
Bereichs in Berührung stehen, während im Falle der Erfindung diese Enden sich mit
der Flüssigkeit bei 11 innerhalb dieses Bereichs in Berührung befinden. Im
übrigen sind im Falle der vorbekannten Bauart mit Pfeilen 9 a und im Falle der Erfindung
mit Pfeilen 9 die Strömungen der in dem betreffenden Kanal umlaufenden Kühlflüssigkeit
dargestellt.
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Im Falle des Wandungsaufbaues gemäß der Erfindung läßt sich das Vorhandensein
einer ausreichenden Flüssigkeitsmenge feststellen, die in den Bereichen 12 stark
in Wallung gebracht wird, welche zwischen den Endflächen 11 und dem Dampfkegel 10
gelegen sind, der sich aus dem auf die Freimachung von Wärme zurückzuführenden Siedevorgang
ergibt. Man erkennt außerdem, daß die für die Erfindung kennzeichnenden tiefen und
schmalen Kanäle an ihren Enden mit Flüssigkeit gespeist werden, vor allem durch
diejenige, die nach unten gelenkt worden ist. Von diesen Enden aus strömt die Flüssigkeit
in den Boden der Kanäle nach einem Vorgang, der in F i g. 4 teilweise veranschaulicht
ist. Diese Zeichnungsfigur zeigt einen Querschnitt eines nutförmigen Kanals zwischen
zwei Wärmeleitelementen 3. Die Öffnung 13 dieses Kanals nach außen
hin ist von Dampf 14 erfüllt, der entweicht, wodurch der Flüssigkeit auf
diesem Wege der Eintritt in den Kanal versagt ist.
Jedoch verteilt
sich der stetige Temperaturgradient auf den Flanken 15 des Kanals gemäß Temperaturen,
die nach F i g.1 den charakteristischen Punkten L, M und N der Nukiyama-Kurve entsprechen.
Der normale Siedevorgang stellt sich zwischen den entsprechenden Punkten L und M
des Kanals in Richtung auf die Mitte der Tiefe desselben ein, während seine tieferen
Bereiche unter Bedingungen arbeiten, die denjenigen jenseits des Kurvenpunktes M
und sogar ein wenig jenseits des Kurvenpunktes N der Kurve der F i g. 1 gemäß dem
Bereich filmartiger Verdampfung entsprechen. Hieraus ergibt sich, daß die Wandung
des Kanals durch einen Dampffilm 16 bedeckt ist, was zur Folge hat, einen Kanal
17 vor sich zu haben, der nur sehr wenig von Dampf erfüllt ist und demzufolge
den Umlauf der Flüssigkeit erlaubt.
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In den F i g. 5 bis 9 sind Wärmeaustauscher der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Art in mehreren beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch veranschaulicht.
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In F i g. 5 ist eine Wärmeaustauschwand dargestellt, bei der die Gesamtheit
der Außenfläche, abgesehen von den nutenförmigen Kanälen 4, eben ist. Diese Wand
1 besitzt eine einzige Gruppe von Kanälen 4, die untereinander parallel sind, eine
Breite d und eine Tiefe b besitzen und voneinander durch Wärmeleitelemente 3 der
Stärke a getrennt sind.
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In F i g. 6 ist schaubildlich eine konvexe zylindrische Wand 1 ausschnittsweise
dargestellt, die zwei Gruppen von nutförmigen Kanälen aufweisen, von denen die Kanäle
4 längs laufen und die anderen Kanäle 8 quergerichtet sind. Diese Figur läßt im
übrigen auch die dritte Abmessung e der wärmeabgebenden Wandteile 3 erkennen. Es
ist hierbei vorausgesetzt worden, daß diese weitere quergerichtete Dimension gegenüber
der Stärke a ziemlich groß ist, um an der oben wiedergegebenen Beziehung der Abmessung
zueinander nicht teilzunehmen. Will man jedoch den Einfluß dieser dritten Dimension
berücksichtigen, so ist zu bemerken, daß dieser Einfluß bewirkt, daß der optimale
Wert des Koeffizienten in sinkt.
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In den Fällen, in denen die Siedekanäle 4 sehr lang sind, ist es gut,
den Flüssigkeitseintritt in ihren Bodenbereichen wie 17 der F i g. 4 zu erleichtern,
indem in die Masse der Wand zusätzliche Flüssigkeitszugänge eingebracht werden.
Unter den zahlreichen Lösungen, die sich zu diesem Zwecke anbieten, sind in den
F i g. 7 und 8 zwei Möglichkeiten dargestellt.
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F i g. 7 zeigt in einem in der Mittelebene eines Kanals 4 geführten
Schnitt einen Aufbau, der die Flüssigkeitsspeisung des Kanals durch einige Rinnen
18 erlaubt, die den Kanal 4 in Querrichtung schneiden. Eine solche Rinne 18 hat
übrigens eine genügend große Breite f, damit die Flüssigkeit gegen den Dampfstrom
10, wie er durch die in unterbrochenen fetten Linienzügen dargestellten Pfeile angedeutet
ist, in sie eintreten kann.
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F i g. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Flüssigkeitsspeisung
jedes Kanals 4 durch einen Längskanal 19 erzielt wird, der senkrecht zu der
Zeichenebene der Figur verläuft und aus einer durch eine zylindrische Bohrung erzielten
örtlichen Verbreiterung des Kanals 4 gebildet ist. Bei einer solchen Ausführungsform
läßt sich im übrigen eine übermäßige örtliche Verdünnung des wärmeabgebenden Elements
3 dadurch vermeiden, daß man zumindest gewisse dieser zusätzlichen Kanäle 19 gegeneinander
versetzt, wie dies in F i g. 8 verdeutlicht ist. Die erfindungsgemäß aufgebauten
Wärmeaustauschwände können eine Verbesserung der örtlichen Kühlung der Enden 20
der wärmeabgebenden Teile 3 zum Zwecke der Verbesserung der Stetigkeit des Temperaturverlaufs
durch Verwendung von an sich bereits bekannten Verlängerungsstücken erfahren. Hierfür
werden die zwischen den Kanälen 4 befindlichen Wandteile 3 an ihren freien Stirnflächen
mit ihre mit der Flüssigkeit in Berührung stehende Oberfläche vergrößernden Verlängerungsstücken
3 b ausgestattet, wie dies beispielsweise F i g. 9 zeigt. Zwischen diesen Verlängerungsstücken
3 b verbleiben ziemlich schmale Nuten 4 b; entsprechend einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform besitzen die Nuten 4 b charakteristische Abmessungen, die denjenigen
der Hauptkanäle 4 in dem Sinne entsprechen daß ihre Tiefe mit der Stärke der Elemente
3 b durch die obengenannte gleiche Formel verknüpft ist, wie dies für die Breite
der Kanäle 4 mit der Stärke der Elemente 3 der Fall ist. Diese Bemessung läßt zu,
daß sich auf diesen Endteilen der Elemente 3 ein stabilisierter Siedevorgang einstellt.
Hieraus ergibt sich auch ein beträchtliches Anwachsen der Maximalleistung des Wandungsaufbaues.
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Mit einem Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung lassen sich ohne Gefahr
der Beschädigung seiner Wand Wärmeabgabeleistungen in der Größenordnung eines Kilowatts
pro Quadratzentimeter der Eingangsfläche 2 des Wandungsaufbaues erreichen, der einfach
in Wasser ohne äußeren Strömungsantrieb eingetaucht ist und insgesamt auf einer
Temperatur von etwa 100° C verbleibt. Diese äußerst beachtliche Leistung kann noch
dadurch gesteigert werden, daß man zu an sich bekannten Mitteln wie Unterdrucksetzung,
Verwendung von anderen Flüssigkeiten als Wasser, wie beispielsweise fluorierte organische
Produkte, greift.
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Die Erfindung ist auf jedes System oder jede Vorrichtung anwendbar,
von der man verlangt, daß sie einen starken Wärmefluß abgibt. Derartige Anwendungsmöglichkeiten
werden in der Industrie immer zahlreicher und finden sich beispielsweise in den
Mänteln von Motoren, bei den Anoden oder Kollektoren von Elektronenröhren oder in
Anlagen für chemische Reaktionen.