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.Inner finned tubular body for heat exchangers Die
The invention relates to a tubular body provided with internal ribs for heat exchanger devices
with essentially V-shaped segments running radially to the pipe wall
formed inner ribs which are supported on one another in the area of the axis of the tube
and apply to the inner wall of the pipe so that the pipe cross-section is divided into several individual flow channels
is divided.
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.In order to achieve a good heat exchange between the two media in such bodies, one of which flows inside the tubular body and the other outside the body, the ratio of the two surfaces must be adapted to the heat transfer coefficients that are established, i.e. H. On the side of the poorer heat transfer, efforts are made to enlarge the surface so that an optimal heat transfer coefficient is achieved. Care must also be taken that, if possible, across the entire pipe cross-section, the same hydraulic diameter of the desired optimal size is achieved for the individual channels.
Bekannt sind bereits U-förmige Innenrippen, deren Schenkel mit Vorspannung
aneinander anliegen, so daß die Basis federnd an der Rohrinnenwand anliegt.U-shaped inner ribs are already known, the legs of which are pretensioned
rest against each other so that the base rests resiliently against the inner wall of the pipe.
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.Furthermore, a device has already become known which is equipped with V-shaped segments as inner ribs, these V-shaped segments being supported on one another in the axial area of the pipe, leaving a round or almost round channel free in this area. In this known device are already to improve the heat transfer, d. H. To prevent thickening of the boundary layer, the angles of the V-shaped ribs are rounded, d. H. it won't be tight. Corners formed so that significant thickening of the boundary layer, which reduce the cross section available for flow, does not occur. However, this known device has the disadvantage that the hydraulic diameters of the individual channels are not the same over the entire pipe cross-section and that the number of ribs provided to improve the heat transfer can only be small or, if several such V-shaped segments in the pipe are to be installed, the flow cross-section is significantly reduced.
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.The invention is based on the object of creating a pipe inner ribbing which satisfies the task to be posed of such a ribbing in a satisfactory manner, d. H. provides as large a surface as possible for carrying out the heat transfer, but has the same hydraulic diameter of the individual channels viewed over the pipe cross-section. This problem on which the invention is based is solved in that the legs of the segments * forming the inner ribs are bent back into the pipe interior in the form of an inverted #U in the area in which they rest against the inner wall of the pipe, one of the legs in each case in radial direction, seen from the center of the tube, has an offset into the interior of the V, and the other leg is angled somewhat in approximately the same radial area to the interior of the V formed by the legs. According to a preferred embodiment of the invention, the ends of the bent-back end regions of the legs are angled parallel to one another.
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.This training of the inner pipe ribbing according to the invention is
achieves that the same hydraulic diameter is ensured and yet
as large a fin surface as possible is made available for heat transfer
will. In that, according to the preferred embodiment of the invention, the ends
the bent-back end areas of the legs are angled parallel to one another,
the hydraulic diameters are the same in the individual channels to a particularly high degree
achieved. The same hydraulic diameter has the advantage that the
Cooling medium or heating medium flowing through the pipes in all areas of the pipe
finds an equal flow resistance or an essentially equal one, correspondingly
Has a favorable flow rate set.
Further
Advantages and features of the construction according to the invention emerge from the following
Description on the basis of the drawing.
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.In the drawing, 1, 2, 3, 4, 5 and 6 each denotes a V-shaped inner rib segment. The apex of each of these segments is somewhat removed from the axis of the pipe so that a free flow channel is formed around the pipe axis. The two legs 7 and 8 of the V-shaped segment 1 are bent back U-shaped into the inside of the pipe in the area in which they rest against the inner wall of the pipe, so that their end areas form the ribs 9 and 10 . In order to prevent the individual legs 7 and 8 of the various segments 1 to 6 from resting against one another in the outer region of the pipe cross-section, the leg 8 of each segment is set approximately in the region of its half radial extension into the interior of the V, as shown at 11 in FIG Drawing is shown. The outer ends of the ribs 9 and 10 are also slightly angled at 12 and 13 in order to evenly divide the flow channel at this point of the pipe cross-section. The upper part of the leg 7 of the V-shaped segment is, as can be clearly seen at 14 in the drawing, angled slightly inward.
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.To produce the heat exchanger tube according to the invention, the individual segments 1, 2, 3, 4, 5 and 6 are clamped together, for example in a push-in machine, and then inserted through this into the tube. After the segments have been inserted into the pipe, they can relax and then, due to the prestress applied to them, lie firmly in the axial area of the pipe and on the inner wall of the pipe. The pipe is then galvanized, with the fine capillaries formed by the fixed system having a particularly advantageous effect.