DE1169972B

DE1169972B - Mit Innenrippen versehener rohrfoermiger Koerper fuer Waermetauscher

Info

Publication number: DE1169972B
Application number: DED36732A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedhelm Pracht; Willy Meyer; Dipl-Ing Kurt Wartenberg
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1961-08-04
Filing date: 1961-08-04
Publication date: 1964-05-14

Description

Mit Innenrippen versehener rohrförmiger Körper für Wärmetauscher Die Erfindung betrifft einen mit Innenrippen versehenen rohrförmigen Körper für Wärmetauschereinrichtungen mit radial zur Rohrwandung verlaufenden, durch im wesentlichen V-förinige Segmente gebildeten Innenrippen, die sich im Bereich der Achse des Rohres aneinander abstützen und an die Innenwand des Rohres anlegen, so daß der Rohrquerschnitt in mehrere Einzelströmungskanäle unterteilt wird.
Um bei solchen Körpern einen guten Wärmeaustausch zwischen den beiden Medien zu erreichen, von denen das eine innerhalb des rohrförmigen Körpers, das andere außerhalb des Körpers fließt, ist das Verhältnis der beiden Oberflächen den sich einstellenden Wärmeübergangszahlen anzupassen, d. h. auf der Seite des schlechteren Wärmeüberganges ist man bestrebt, die Oberfläche zu vergrößern, so daß eine optimale Wärmedurchgangszahl erreicht wird. Es muß weiterhin darauf geachtet werden, daß nach Möglichkeit über den gesamten Rohrquerschnitt gesehen, für die Einzelkanäle gleiche hydraulische Durchmesser von d-er erstrebten optimalen Größe, erreicht werden.
Bekannt sind bereits U-förmige Innenrippen, deren Schenkel mit Vorspannung aneinander anliegen, so daß die Basis federnd an der Rohrinnenwand anliegt.
Ferner ist bereits eine Einrichtung bekanntgeworden, die mit V-förmig ausgebildeten Seginenten als Innenrippen ausgerüstet ist, wobei sich diese V-förmigen Seginente im Achsbereich des Rohres unter Freilassen eines runden oder nahezu runden Kanals in diesem Bereich aneinander abstützen. Bei dieser bekannten Einrichtung sind bereits zum Verbessern des Wärmeüberganges, d. h. zum Verhindern von Grenzschichtverdickungen, die Abwinklungen der V-förmigen Rippen ausgerundet ausgeführt, d. h. es werden keine engen. Ecken gebildet, so daß nennenswerte Grenzschichtverdickungen, die den zum Durchfluß zur Verfügung stehenden Querschnitt verringern, nicht auftreten. Diese bekannte Einrichtung hat aber den Nachteil, daß über den gesamten Rohrquerschnitt gesehen die hydraulischen Durchmesser der Einzelkanäle nicht gleich sind und daß die Anzahl der zum Verbessern des Wärmeüberganges vorgesehenen Rippen nur klein sein kann oder aber, falls mehrere derartige V-förnüge Segmente in das Rohr eingebaut werden sollen, der Durchflußquerschnitt erheblich herabgesetzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrinnenverrippung zu schaffen, die die an eine solche Verrippung zu stellende Aufgabe in einwandfreier Weise erfüllt, d. h. eine möglichst große Oberfläche zur Durchführung der Wärmeübertragung zur Verfügung stellt, dabei aber über den Rohrquerschnitt gesehen gleiche hydraulische Durchmesser der Einzelkanäle aufweist. Dieses der Erfindung zugrunde liegende Problem wird dadurch gelöst, daß die Schenkel der die Innenrippen bildenden Segmente* in dem Bereich, in dem sie an der Innenwand des Rohres anliegen, in Form eines umgekehrten #U ins Rohrinnere zurückgebogen sind, wobei jeweils einer der Schenkel in radialer Richtung, vom Zentrum des Rohres aus gesehen, eine Schränkung in das Innere des V aufweist, und der andere Schenkel ungefähr im gleichen radialen Bereich etwas zum Innern des durch die Schenkel gebildeten V abgewinkelt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfonn der Erfindung sind die Enden der zurückgebogeneft Endbereiche der Schenkel parallel zueinander abgewinkelt.
Durch diese Ausbildüng der erfindungsgemäßen Rohrinnenverrippung wird erreicht, daß ein gleicher hydraulischer Durchmesser sichergestellt ist und trotzdem eine möglichst große Rippenoberfläche für die Wärmeübertragung zur Verfügung gestellt wird. Dadurch, daß gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Enden der zurückgebogenen Endbereiche der Schenkel parallel zueinander abgewinkelt sind, werden in besonders hohem Maß in den Einzelkanälen gleiche hydraulische Durchmesser erzielt. Gleiche hydraulische Durchmesser bringen den Vorteil mit sich, daß das durch die Rohre strömende Kühlmedlum oder Heizmedium in allen Bereichen des Rohres einen gleichen Strömungswiderstand findet bzw. eine im wesentlichen gleiche, entsprechend günstig eingestellte Strömungsgeschwindigkeit aufweist. Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Konstruktion gehen aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung hervor.
In der Zeichnung ist mit 1, 2, 3, 4, 5 und 6 je- weils ein V-förmiges Innenrippensegment bezeichnet. Der Scheitelpunkt jedes dieser Segmente liegt etwas von der Achse des Rohres entfernt, so daß um die Rohrachse herum ein freier Strömungskanal gebildet wird. Die beiden Schenkel 7 und 8 des V-förrmgen Segmentes 1 sind in dem Bereich, in dem sie an der Rohrinnenwand anliegen, U-förnüg ins Rohrinnere zurückgebogen, so daß ihre Endbereiche die Rippen 9 und 10 bilden. Um ein Aneinanderliegen der einzelnen Schenkel 7 und 8 der verschiedenen Seginente 1 bis 6 im äußeren Bereich des Rohrquerschnitts zu vermeiden, ist der Schenkel 8 eines jeden Segmentes etwa im Bereich seiner halben radialen Erstreckung in das Innere des V geschränkt, wie dies bei 11 in der Zeichnung dargestellt ist. Die äußeren Enden der Rippen 9 und 10 sind bei 12 und 13 ebenfalls leicht abgewinkelt, um dadurch auch den Strömungskanal an dieser Stelle des Rohrquerschnitts gleichmäßig aufzuteilen. Der obere Teil des Schenkels 7 des V-förmigen Segraentes ist, wie dies bei 14 deutlich aus der Zeichnung ersichtlich ist, etwas nach innen zu abgewinkelt.
Zur Herstellung des Wärinetauscherrohres gemäß der Erfindung werden die einzelnen Segmente 1, 2, 3, 4, 5 und 6 zusammengespannt, beispielsweise in einer Einstoßmaschine, und dann durch diese in das Rohr eingeführt. Nachdem die Segmente in das Rohr eingeführt sind, können sie sich entspannen und liegen dann auf Grund der ihnen erteilten Vorspannung im Achsbereich des Rohres und an der Rohrinnenwandung fest an. Anschließend wird das Rohr verzinkt, wobei sich die durch die feste Anlage gebildeten feinen Kapillaren besonders vorteilhaft auswirken.

Claims

Patentansprüche: 1. Mit Innenrippen versehener rohrförnüger Körper für Wärmetauschereinrichtungen mit radial zu der Rohrwandung verlaufenden, durch im wesentlichen V-förmige Segmente gebildeten Innenrippen, die sich im Bereich der Achse des Rohres aneinander abstützen und an die Innenwand des Rohresanlegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (7, 8, 9, 10) der die Innenrippen bildenden Segmente (1, 2, 3, 4, 5, 6) in dem Bereich, in dem sie an der Rohrinnenwand anliegen, in Form eines umgekehrten U ins Rohrinnere zurückgebogen sind, wobei jeweils einer der Schenkel (8) in radialer Richtung vom Zentrum des Rohres aus gesehen, eine Schränkung (11) in das Innere des V aufweist, und der andere Schenkel (7) ungefähr im gleichen radialen Bereich etwas zum Innern des durch die Schenkel gebildeten V abgewinkelt ist.
2. Innenrippensegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (12, 13) der zurückgebogenen Endbereiche (9, 10) der Schenkel parallel zueinander abgewinkelt sind. In Betracht gezogene Druckschriften. Deutsche Auslegeschrift Nr. 1056 631, deutsche Auslegeschrift B 29859 X/36 e, bekanntgemacht am 29. 11. 1956: britische Patentschriften Nr. 865 983, 554 815.