DE202020005628U1

DE202020005628U1 - Metallic heat exchanger tube

Info

Publication number: DE202020005628U1
Application number: DE202020005628.6U
Authority: DE
Original assignee: Wieland Werke AG
Current assignee: Wieland Werke AG
Priority date: 2020-10-31
Filing date: 2020-10-31
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2030-11-01

Abstract

Metallisches Wärmeaustauscherrohr (1), mit auf der Rohraußenseite ausgeformten integralen Rippen (2) mit Rippenfuß (3), Rippenflanken (4) und Rippenspitze (5), wobei der Rippenfuß (3) radial von der Rohrwandung absteht und zwischen den Rippen (2) ein Kanal (6) ausgebildet ist, in dem voneinander beabstandete Zusatzstrukturen (7, 71, 72) angeordnet sind,- welche den Kanal (6) zwischen den Rippen (2) in Segmente (8) unterteilen,- welche die durchströmbare Querschnittsfläche im Kanal (6) zwischen zwei Rippen (2) lokal reduzieren und dadurch im Betrieb einen Fluidfluss im Kanal (6) zumindest begrenzen, und- wobei erste Zusatzstrukturen (7, 71) vom Kanalgrund (61) ausgehende radial nach außen gerichtete Auskragungen (71) sind, dadurch gekennzeichnet, dass am Ort der Auskragungen (71) radial nach außen liegend, Werkstoffvorsprünge (72) als zweite Zusatzstrukturen (7, 72) seitlich zumindest an einer Rippenflanke (4) angeordnet sind, welche sich in Axial- und Radialrichtung weiter erstrecken als in Umfangsrichtung und die aus Material der Rippenflanken (4) ausgebildet sind.Metallic heat exchanger tube (1), with integral ribs (2) formed on the outside of the tube with rib base (3), rib flanks (4) and rib tip (5), the rib base (3) protruding radially from the tube wall and between the ribs (2) a channel (6) is formed in which spaced-apart additional structures (7, 71, 72) are arranged, - which subdivide the channel (6) between the ribs (2) into segments (8), - which define the cross-sectional area in the channel through which a flow can flow (6) locally reduce between two ribs (2) and thereby at least limit a fluid flow in the channel (6) during operation, and- wherein first additional structures (7, 71) are radially outwardly directed projections (71) from the channel base (61) , characterized in that at the location of the projections (71) lying radially outward, material projections (72) as second additional structures (7, 72) are arranged laterally on at least one rib flank (4), which extend further in the axial and radial directions a Is formed in the circumferential direction and made of the material of the rib flanks (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein metallisches Wärmeaustauscherrohr nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a metallic heat exchanger tube according to the preamble of claim 1.

Verdampfung tritt in vielen Bereichen der Kälte- und Klimatechnik sowie in der Prozess- und Energietechnik auf. Häufig werden Rohrbündelwärmeaustauscher verwendet, in denen Flüssigkeiten von Reinstoffen oder Mischungen auf der Rohraußenseite verdampfen und dabei auf der Rohrinnenseite eine Sole oder Wasser abkühlen.Evaporation occurs in many areas of refrigeration and air conditioning technology as well as in process and energy technology. Often tube bundle heat exchangers are used in which liquids of pure substances or mixtures evaporate on the outside of the tube and thereby cool a brine or water on the inside of the tube.

Durch die Intensivierung des Wärmeübergangs auf der Rohraußen- und der Rohrinnenseite lässt sich die Größe der Verdampfer stark reduzieren. Hierdurch nehmen die Herstellungskosten solcher Apparate ab. Außerdem sinkt die notwendige Füllmenge an Kältemittel, die bei den mittlerweile überwiegend verwendeten chlorfreien Sicherheitskältemitteln einen nicht zu vernachlässigenden Kostenanteil an den gesamten Anlagekosten ausmachen kann. Zudem sind die heute üblichen Hochleistungsrohre bereits etwa um den Faktor vier leistungsfähiger als glatte Rohre gleichen Durchmessers.By intensifying the heat transfer on the outside and inside of the pipe, the size of the evaporator can be greatly reduced. This reduces the manufacturing costs of such devices. In addition, the required fill quantity of refrigerant is reduced, which can make up a not insignificant proportion of the total system costs with the chlorine-free safety refrigerants that are now predominantly used. In addition, today's high-performance pipes are already about four times more efficient than smooth pipes of the same diameter.

Die leistungsstärksten, kommerziell erhältlichen Rippenrohre für überflutete Verdampfer besitzen auf der Rohraußenseite eine Rippenstruktur mit einer Rippendichte von 55 bis 60 Rippen pro Zoll ( US 5,669,441 A ; US 5,697,430 A ; DE 197 57 526 C1 ). Dies entspricht einer Rippenteilung von ca. 0,45 bis 0,40 mm. Weiterhin ist bekannt, dass leistungsgesteigerte Verdampfungsstrukturen bei gleichbleibender Rippenteilung auf der Rohraußenseite erzeugt werden können, indem man zusätzliche Strukturelemente im Bereich des Nutengrundes zwischen den Rippen einbringt.The most powerful, commercially available finned tubes for flooded evaporators have a finned structure on the outside of the tube with a fin density of 55 to 60 fins per inch ( U.S. 5,669,441 A ; U.S. 5,697,430 A ; DE 197 57 526 C1 ). This corresponds to a rib division of approx. 0.45 to 0.40 mm. It is also known that increased performance evaporation structures can be produced with the same rib spacing on the outside of the pipe by introducing additional structural elements in the area of the groove base between the ribs.

In EP 1 223 400 B1 wird vorgeschlagen, am Nutengrund zwischen den Rippen hinterschnittene Sekundärnuten zu erzeugen, die sich kontinuierlich entlang der Primärnut erstrecken. Der Querschnitt dieser Sekundärnuten kann konstant bleiben oder in regelmäßigen Abständen variiert werden.In EP 1 223 400 B1 it is proposed to produce undercut secondary grooves on the groove base between the ribs, which extend continuously along the primary groove. The cross-section of these secondary grooves can remain constant or can be varied at regular intervals.

Weitere Beispiele für Strukturen am Nutengrund sind in EP 0 222 100 B1 , US 7,254,964 B2 oder US 5,186,252 A zu finden. Diesen Strukturen ist gemeinsam, dass die Strukturelemente am Nutengrund keine hinterschnittene Form aufweisen. Es handelt sich dabei entweder um in den Nutengrund eingebrachte Eindrückungen oder um Auskragungen im unteren Bereich des Kanals. Höhere Auskragungen werden im Stand der Technik explizit ausgeschlossen, da zu befürchten wäre, dass der Fluidfluss im Kanal für einen Wärmeaustausch nachteilig behindert wird.Further examples of structures on the groove base are given in EP 0 222 100 B1 , US 7,254,964 B2 or U.S. 5,186,252 A to find. What these structures have in common is that the structural elements do not have an undercut shape at the bottom of the groove. These are either indentations made in the base of the groove or projections in the lower area of the channel. Higher projections are explicitly excluded in the prior art, since it would be feared that the fluid flow in the channel is adversely affected for heat exchange.

Ein weiterer Ansatz mit höheren Strukturen ausgehend vom Nutengrund ist in EP 3 111 153 B1 , offenbart. Es handelt sich bei den Strukturen um Auskragungen im Kanal, die eine Segmentierung hervorrufen. Durch eine Segmentierung zwischen zwei Rippen wird der Kanal in umlaufender Richtung immer wieder unterbrochen und so das Wandern der entstehenden Blasen und des Wärmeaustauschfluids im Kanal zumindest reduziert oder ganz verhindert. Ein Austausch von Flüssigkeit und Dampf entlang des Kanals ist durch die jeweilige Zusatzstruktur zunehmend weniger bis gar nicht mehr unterstützt.Another approach with higher structures starting from the bottom of the groove is in EP 3 111 153 B1 , disclosed. The structures are projections in the channel that cause segmentation. By segmenting between two ribs, the channel is repeatedly interrupted in the circumferential direction and thus the migration of the bubbles and the heat exchange fluid in the channel at least reduced or completely prevented. An exchange of liquid and vapor along the channel is increasingly less or no longer supported by the respective additional structure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leistungsgesteigertes Wärmeaustauscherrohr zur Verdampfung von Flüssigkeiten auf der Rohraußenseite weiterzubilden.The invention is based on the object of developing a performance-enhanced heat exchanger tube for the evaporation of liquids on the outside of the tube.

Die Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 wiedergegeben. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.The invention is represented by the features of claim 1. The further back-referenced claims relate to advantageous designs and developments of the invention.

Die Erfindung schließt ein metallisches Wärmeaustauscherrohr ein, mit auf der Rohraußenseite ausgeformten integralen Rippen mit Rippenfuß, Rippenflanken und Rippenspitze, wobei der Rippenfuß radial von der Rohrwandung absteht und zwischen den Rippen ein Kanal ausgebildet ist, in dem voneinander beabstandete Zusatzstrukturen angeordnet sind. Die Zusatzstrukturen unterteilen den Kanal zwischen den Rippen in Segmente. Die Zusatzstrukturen reduzieren die durchströmbare Querschnittsfläche im Kanal zwischen zwei Rippen lokal und begrenzen zumindest dadurch im Betrieb einen Fluidfluss im Kanal. Erste Zusatzstrukturen sind vom Kanalgrund ausgehende radial nach außen gerichtete Auskragungen. Am Ort der Auskragungen sind radial nach außen liegend, Werkstoffvorsprünge als zweite Zusatzstrukturen seitlich zumindest an einer Rippenflanke angeordnet, welche sich in Axial- und Radialrichtung weiter erstrecken als in Umfangsrichtung und die aus Material der Rippenflanken ausgebildet sind.The invention includes a metallic heat exchanger tube with integral ribs formed on the outside of the tube with rib base, rib flanks and rib tip, the rib base protruding radially from the tube wall and a channel being formed between the ribs in which additional structures spaced apart are arranged. The additional structures divide the channel between the ribs into segments. The additional structures locally reduce the cross-sectional area through which the flow can flow in the channel between two ribs and at least thereby limit a fluid flow in the channel during operation. The first additional structures are projections directed radially outward from the channel base. At the location of the overhangs, material protrusions are arranged as second additional structures laterally at least on one rib flank, which extend further in the axial and radial directions than in the circumferential direction and which are formed from the material of the rib flanks, lying radially outward.

Diese metallischen Wärmeaustauscherrohre dienen insbesondere zur Verdampfung von Flüssigkeiten aus Reinstoffen oder Gemischen auf der Rohraußenseite.These metallic heat exchanger tubes are used in particular for the evaporation of liquids from pure substances or mixtures on the outside of the tube.

Derartig leistungsfähige Rohre können auf der Basis von integral gewalzten Rippenrohren mittels Walzscheiben hergestellt werden. Unter integral gewalzten Rippenrohren werden berippte Rohre verstanden, bei denen die Rippen aus dem Wandmaterial eines Glattrohres geformt wurden. Typische auf der Rohraußenseite ausgeformte integrale Rippen sind beispielsweise spiralig umlaufend und weisen einen Rippenfuß, Rippenflanken und Rippenspitze auf, wobei der Rippenfuß im Wesentlichen radial von der Rohrwandung absteht. Die Anzahl der Rippen wird durch Zählung aufeinanderfolgender Ausbuchtungen in axialer Richtung eines Rohres festgelegt. Die erfindungsgemäßen Strukturen können durch eine scharfkantige gezahnte Walzscheibe hergestellt werden, welche sowohl Wandmaterial am Kanalgrund als auch Material an der Rippenflanke in Axial- und Radialrichtung umformt.Such efficient tubes can be produced on the basis of integrally rolled finned tubes by means of rolling disks. Integrally rolled finned tubes are understood to mean finned tubes in which the fins are formed from the wall material of a smooth tube. Typical integral ribs formed on the outside of the pipe are, for example, spirally circumferential and have a rib base, rib flanks and rib tip, the rib base protruding essentially radially from the pipe wall. The number of Ribs is determined by counting successive bulges in the axial direction of a pipe. The structures according to the invention can be produced by a sharp-edged toothed roller disk, which reshapes both wall material on the channel base and material on the rib flank in the axial and radial directions.

Es sind hierbei verschiedene Verfahren bekannt, mit denen die zwischen benachbarten Rippen befindlichen Kanäle derart verschlossen werden, dass Verbindungen zwischen Kanal und Umgebung in Form von Poren oder Schlitzen bleiben. Insbesondere werden solche im Wesentlichen geschlossene Kanäle durch Umbiegen oder Umlegen der Rippen, durch Spalten und Stauchen der Rippen oder durch Kerben und Stauchen der Rippen erzeugt.Various methods are known with which the channels located between adjacent ribs are closed in such a way that connections between the channel and the surroundings remain in the form of pores or slots. In particular, such essentially closed channels are produced by bending or folding over the ribs, by splitting and upsetting the ribs, or by notching and upsetting the ribs.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass zur Erhöhung des Wärmeüberganges bei der Verdampfung der Rippenzwischenraum durch Zusatzstrukturen segmentiert wird. Hierdurch werden lokale Überhitzungen in den Zwischenräumen erzeugt und der Vorgang des Blasensiedens intensiviert. Die Bildung von Blasen findet dann in erster Linie innerhalb der Segmente statt und beginnt an Keimstellen. An diesen Keimstellen bilden sich zunächst kleine Gas- oder Dampfblasen. Wenn die anwachsende Blase eine bestimmte Größe erreicht hat, löst sie sich von der Oberfläche ab. Im Zuge der Blasenablösung wird der verbleibende Hohlraum im Segment wieder mit Flüssigkeit geflutet und der Zyklus beginnt erneut. Die Oberfläche kann dabei derart gestaltet werden, dass beim Ablösen der Blase eine kleine Blase zurück bleibt, die dann als Keimstelle für einen neuen Zyklus der Blasenbildung dient.The invention is based on the idea that to increase the heat transfer during evaporation, the space between the ribs is segmented by additional structures. This creates local overheating in the gaps and intensifies the nucleate boiling process. The formation of bubbles then takes place primarily within the segments and begins at the nucleation sites. Small gas or vapor bubbles initially form at these nucleation sites. When the growing bubble has reached a certain size, it separates from the surface. In the course of the detachment of the bubbles, the remaining cavity in the segment is flooded with liquid again and the cycle begins again. The surface can be designed in such a way that when the bubble is detached, a small bubble remains, which then serves as the nucleus for a new cycle of bubble formation.

Zusätzlich zur Bildung von Blasen innerhalb der Segmente befinden sich gemäß der erfinderischen Lösung im Bereich der ersten Zusatzstrukturen in Form von radial nach außen gerichteten Auskragungen weitere Werkstoffvorsprünge als zweite Zusatzstrukturen. Die Werkstoffvorsprünge sind seitlich an der Rippenflanke angeordnet und erstrecken sich im Wesentlichen in Axial- und Radialrichtung. Aus dem Herstellungsprozess mittels Walzen werden die Werkstoffvorsprünge aus Material der Rippenflanken ausgebildet, die radial nach außen liegend auf den Auskragungen aufsetzen. In den durch die Werkstoffvorsprünge gebildete Strukturen wird der Fluidfluss von flüssigem Wärmeaustauscherfluid in die benachbarten Segmente, quasi von der Seite her, begünstigt. Eine derartige Fluidführung liefert somit einen Beitrag zur Blasenbildung im Segment. Die Auskragungen können sich zwischen dem jeweiligen Rippenfuß benachbarter Rippen in axialer Richtung über den gesamten Kanalgrund oder nur über einen Teil des Kanalgrunds erstrecken. Sie stellen quasi eine zwischen zwei Rippen verlaufende Barriere ausgehend vom Kanalgrund dar, die sich radial nach außen erstreckt und den Kanal in Umfangsrichtung zumindest teilweise verschließt.In addition to the formation of bubbles within the segments, according to the inventive solution, there are further material projections as second additional structures in the area of the first additional structures in the form of radially outwardly directed projections. The material projections are arranged laterally on the rib flank and extend essentially in the axial and radial directions. The material projections from the material of the rib flanks are formed from the manufacturing process by means of rollers, which protrude radially outwardly onto the projections. In the structures formed by the material projections, the fluid flow of liquid heat exchanger fluid into the adjacent segments is promoted, quasi from the side. Such a fluid guidance thus makes a contribution to the formation of bubbles in the segment. The projections can extend between the respective rib foot of adjacent ribs in the axial direction over the entire channel base or only over part of the channel base. They quasi represent a barrier running between two ribs starting from the channel base, which extends radially outward and at least partially closes the channel in the circumferential direction.

Mit anderen Worten, auf einer Auskragung der Kanalgrundstruktur aufgesetzte erfindungsgemäße Werkstoffvorsprünge sind aus Material der Rippenflanke geformt und bilden im Wesentlichen in radialer Richtung jeweils einen fließenden Übergang zu den beiden Seitenflächen der darunter liegenden Auskragung. Diese stellen folglich eine Fluidleitstruktur dar, welche flüssiges Fluid quasi von der Seite her in die Segmente führt. Am Ort dieser auf einer Auskragung angeordneten Werkstoffvorsprünge kann flüssiges Fluid zwischen benachbarten Segmenten ausgetauscht werden und dabei auch aus einem Segment in ein benachbartes Segment gelangen. Die Auskragungen mit den aufgesetzten Werkstoffvorsprüngen stellen folglich eine Schwelle für den Fluiddurchtritt dar.In other words, material projections according to the invention placed on a projection of the channel base structure are formed from material of the rib flank and essentially each form a smooth transition in the radial direction to the two side surfaces of the projection below. These consequently represent a fluid guide structure which guides liquid fluid into the segments from the side, as it were. At the location of these material projections arranged on a cantilever, liquid fluid can be exchanged between adjacent segments and can also pass from one segment into an adjacent segment. The projections with the attached material projections consequently represent a threshold for the passage of fluid.

Hierbei können auch die Werkstoffvorsprünge in axialer Richtung eine geringere Ausdehnung als diejenige der darunter angeordnete Auskragungen aufweisen. Aufgrund der Größe, Form und Ausrichtung der Werkstoffvorsprünge ist in erster Linie das Benetzungsverhalten des Wärmeaustauscherfluids die Ursache für eine Fluidflusserhöhung. Dabei kann die Konturlinie der sich im Wesentlichen in Axial- und Radialrichtung erstreckenden Werkstoffvorsprünge auch geschwungen oder unregelmäßig ausgeführt sein.Here, the material projections can also have a smaller extension in the axial direction than that of the projections arranged below. Due to the size, shape and orientation of the material projections, the wetting behavior of the heat exchanger fluid is primarily the cause of an increase in fluid flow. The contour line of the material projections extending essentially in the axial and radial directions can also be curved or irregular.

Bei der vorliegenden Erfindung wird durch diese Art der Segmentierung des Kanals zwischen zwei Rippen dieser in umlaufender Richtung immer wieder unterbrochen und so das Wandern der entstehenden Blasen im Kanal zumindest reduziert oder ganz verhindert. Ein Austausch von Flüssigkeit und Dampf entlang des Kanals ist durch die jeweilige Zusatzstruktur zunehmend weniger bis gar nicht mehr unterstützt.In the present invention, this type of segmentation of the channel between two ribs repeatedly interrupts it in the circumferential direction and thus at least reduces or completely prevents the migration of the bubbles formed in the channel. An exchange of liquid and vapor along the channel is increasingly less or no longer supported by the respective additional structure.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Austausch von Flüssigkeit und Dampf lokal gezielt gesteuert und die Flutung der Blasenkeimstelle im Segment lokal und insbesondere durch die Werkstoffvorsprünge von der Seite her erfolgt. Insgesamt können durch eine gezielte Wahl der Kanalsegmentierung die Verdampferrohrstrukturen in Abhängigkeit der Einsatzparameter zielführend optimiert werden, wodurch eine Steigerung des Wärmeübergangs erzielt wird. Da im Bereich des Nutengrundes die Temperatur des Rippenfußes höher ist als an der Rippenspitze, sind zudem Strukturelemente zur Intensivierung der Blasenbildung im Nutengrund besonders wirkungsvoll.The particular advantage of the invention is that the exchange of liquid and vapor is controlled locally in a targeted manner and the bubble nucleation point in the segment is flooded locally and in particular from the side through the material projections. Overall, through a targeted selection of the channel segmentation, the evaporator tube structures can be optimized in a targeted manner depending on the application parameters, whereby an increase in the heat transfer is achieved. Since the temperature of the base of the rib is higher in the area of the base of the groove than at the tip of the rib, structural elements for intensifying the formation of bubbles in the base of the groove are particularly effective.

Zudem ist es auch von Vorteil, dass die Zusatzstrukturen die durchströmbare Querschnittsfläche im Kanal zwischen zwei Rippen lokal reduzieren. Insgesamt können durch eine zunehmende Abtrennung einzelner Kanalabschnitte bei der Kanalsegmentierung die Verdampferrohrstrukturen in Abhängigkeit der Einsatzparameter weiter zur Steigerung des Wärmeübergangs weiter optimiert werden.In addition, it is also advantageous that the additional structures localize the cross-sectional area through which the flow can flow in the channel between two ribs to reduce. Overall, by increasing the separation of individual channel sections in the channel segmentation, the evaporator tube structures can be further optimized as a function of the application parameters in order to increase the heat transfer.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können die Auskragungen und die Werkstoffvorsprünge die durchströmbare Querschnittsfläche im Kanal zwischen zwei Rippen lokal um mindestens 30% reduzieren. Auf diese Weise werden die Segmente lokal für einen Fluiddurchtritt ausreichend abgegrenzt. Der zwischen zwei Segmenten liegende Kanalabschnitt ist somit gegenüber benachbart liegenden Kanalabschnitten fluidseitig ausreichend bis weitestgehend getrennt.In an advantageous embodiment of the invention, the projections and the material projections can locally reduce the cross-sectional area through which the flow can flow in the channel between two ribs by at least 30%. In this way, the segments are sufficiently delimited locally for fluid to pass through. The channel section lying between two segments is thus sufficiently or largely separated on the fluid side from adjacent channel sections.

Vorteilhafterweise können die Auskragungen und die Werkstoffvorsprünge die durchströmbare Querschnittsfläche im Kanal zwischen zwei Rippen lokal um 40 bis 70% reduzieren. Der zwischen zwei Segmenten liegende Kanalabschnitt bildet gegenüber benachbart liegenden Kanalabschnitten fluidseitig eine maßgebliche Schwelle.Advantageously, the protrusions and the material projections can locally reduce the cross-sectional area through which the flow can flow in the channel between two ribs by 40 to 70%. The channel section lying between two segments forms a decisive threshold on the fluid side opposite channel sections lying next to one another.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann der Kanal radial nach außen bis auf einzelne lokale Öffnungen abgeschlossen sein. Dabei können die Rippen einen im Wesentlichen T-förmigen oder Γ-förmigen Querschnitt aufweisen, wodurch der Kanal zwischen den Rippen bis auf Poren als lokale Öffnungen verschlossen wird. Durch diese Öffnungen können die im Verdampfungsprozess entstehenden Dampfblasen entweichen. Das Verformen der Rippenspitzen geschieht mit Methoden, die dem Stand der Technik zu entnehmen sind.In a preferred embodiment of the invention, the channel can be closed off radially outward except for individual local openings. The ribs can have an essentially T-shaped or Γ-shaped cross section, whereby the channel between the ribs is closed as local openings except for pores. The vapor bubbles produced in the evaporation process can escape through these openings. The deformation of the rib tips is done using methods that can be found in the prior art.

In diesem Zusammenhang können auch die Rippenspitzen in axialer Richtung umgelegt sein oder sogar zu einem gewissen Maße in Richtung Kanalgrund hin ausgeformt sein. Der Kanal kann folglich auch aus einer Kombination mehrerer sich ergänzender Strukturelemente von unten und der Seite und/oder von oben um das gewünschte Maß verjüngt bis ganz geschlossen werden. Jedenfalls so, dass der Kanal zwischen den Rippen in diskrete Segmente unterteilt wird.In this context, the rib tips can also be folded over in the axial direction or even shaped to a certain extent in the direction of the channel base. The channel can consequently also be tapered to the desired extent from below and from the side and / or from above from a combination of several complementary structural elements until it is completely closed. In any case, in such a way that the channel between the ribs is divided into discrete segments.

Durch die Kombination der erfindungsgemäßen Segmente mit einem bis auf Poren oder Schlitze verschlossen Kanal erhält man eine Struktur, die über einen sehr weiten Bereich von Betriebsbedingungen eine sehr hohe Leistungsfähigkeit bei Verdampfung von Flüssigkeiten aufweist. Insbesondere erreicht bei Variation der Wärmestromdichte oder der treibenden Temperaturdifferenz der Wärmeübergangskoeffizient der Struktur ein gleichbleibend hohes Niveau.By combining the segments according to the invention with a channel that is closed except for pores or slots, a structure is obtained which has a very high efficiency in the evaporation of liquids over a very wide range of operating conditions. In particular, when the heat flux density or the driving temperature difference varies, the heat transfer coefficient of the structure reaches a consistently high level.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann zumindest eine lokale Öffnung pro Segment vorhanden sein. Diese Mindestanforderung gewährleistet noch, dass beim Verdampfungsprozess in einem Kanalsegment entstehende Gasblasen nach außen entweichen können. Die lokalen Öffnungen sind in Größe und Gestalt so ausgeführt, dass auch flüssiges Medium hindurchtreten und in den Kanalabschnitt nachströmen kann. Damit der Verdampfungsvorgang bei einer lokalen Öffnung aufrechterhalten werden kann, müssen die gleichen Mengen Flüssigkeit und Dampf folglich in zueinander entgegengesetzten Richtungen durch die Öffnung transportiert werden. Üblicherweise werden Flüssigkeiten verwendet, die den Rohrwerkstoff gut benetzen. Eine derartige Flüssigkeit kann aufgrund des Kapillareffekts durch jede Öffnung in der äußeren Rohroberfläche auch gegen einen Überdruck in die Kanäle eindringen.In an advantageous embodiment of the invention, there can be at least one local opening per segment. This minimum requirement also ensures that gas bubbles that arise in a channel segment during the evaporation process can escape to the outside. The size and shape of the local openings are such that liquid medium can also pass through and flow into the channel section. So that the evaporation process can be maintained with a local opening, the same amounts of liquid and vapor must consequently be transported through the opening in mutually opposite directions. Usually liquids are used that wet the pipe material well. Due to the capillary effect, such a liquid can penetrate into the channels through every opening in the outer pipe surface, even against excess pressure.

Zudem kann der Quotient der Anzahl der lokalen Öffnungen zur Anzahl der Segmente 1:1 bis 6:1 betragen. Weiter bevorzugt kann dieser Quotient 1:1 bis 3:1 betragen. Die zwischen den Rippen befindlichen Kanäle sind durch Material der oberen Rippenbereiche im Wesentlichen verschlossen, wobei die so entstehenden Hohlräume der Kanalsegmente durch Öffnungen mit dem umgebenden Raum verbunden sind. Diese Öffnungen können auch als Poren ausgestaltet sein, welche in gleicher Größe oder auch in zwei oder mehr Größenklassen ausgeführt sein können. Bei einem Verhältnis, bei dem mehrere lokale Öffnungen auf ein Segment ausgebildet sind, können sich besonders Poren mit zwei Größenklassen eignen. Nach einem regelmäßigen, sich wiederholenden Schema folgt entlang der Kanäle beispielsweise auf jede kleine eine große Öffnung. Durch diese Struktur wird eine gerichtete Strömung in den Kanälen erzeugt. Flüssigkeit wird bevorzugt durch die kleinen Poren mit Unterstützung des Kapillardrucks eingezogen und benetzt die Kanalwände, wodurch dünne Filme erzeugt werden. Der Dampf sammelt sich im Zentrum des Kanals an und entweicht an den Stellen mit dem geringsten Kapillardruck. Gleichzeitig müssen die großen Poren so dimensioniert werden, dass der Dampf ausreichend schnell entweichen kann und die Kanäle dabei nicht austrocknen. Die Größe und Häufigkeit der Dampfporen im Verhältnis zu den kleineren Flüssigkeitsporen sind dann aufeinander abzustimmen.In addition, the quotient of the number of local openings to the number of segments can be 1: 1 to 6: 1. This quotient can more preferably be 1: 1 to 3: 1. The channels located between the ribs are essentially closed by the material of the upper rib areas, the cavities of the channel segments thus created being connected to the surrounding space through openings. These openings can also be designed as pores, which can be designed in the same size or in two or more size classes. In the case of a ratio in which several local openings are formed on a segment, pores with two size classes can be particularly suitable. Following a regular, repetitive pattern, for example, each small one is followed by a large opening along the canals. This structure creates a directed flow in the channels. Liquid is preferably drawn in through the small pores with the support of capillary pressure and wets the channel walls, creating thin films. The steam collects in the center of the channel and escapes at the points with the lowest capillary pressure. At the same time, the large pores must be dimensioned so that the steam can escape quickly enough and the channels do not dry out. The size and frequency of the vapor pores in relation to the smaller liquid pores must then be coordinated with one another.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung können die Auskragungen als erste Zusatzstrukturen zumindest aus Material des Kanalgrunds zwischen zwei integral umlaufenden Rippen ausgeformt sein. Hierdurch verbleibt eine stoffschlüssige Verbindung für einen guten Wärmeaustausch von der Rohrwandung in die jeweiligen Strukturelemente erhalten. Zudem kann eine Auskragung auch zusätzlich aus Material der Rippenflanke bestehen. Die Segmentierung des Kanals aus einem einheitlichen Material des Kanalgrunds ist für den Verdampfungsprozess besonders günstig.In a preferred embodiment of the invention, the projections can be formed as first additional structures at least from the material of the channel base between two integrally circumferential ribs. As a result, an integral connection for a good heat exchange from the pipe wall into the respective structural elements is retained. In addition, a projection can also consist of material from the rib flank. the Segmentation of the channel from a uniform material of the channel base is particularly favorable for the evaporation process.

In besonders bevorzugter Ausführungsform können die Auskragungen als erste Zusatzstrukturen eine Höhe zwischen 0,15 und 1 mm aufweisen. Diese Bemaßung der Zusatzstrukturen ist auf die Hochleistungsrippenrohre besonders gut abgestimmt und bringen zum Ausdruck, dass die Strukturgrößen der Außenstrukturen bevorzugt im Submillimeter- bis Millimeterbereich liegen.In a particularly preferred embodiment, the projections, as first additional structures, can have a height between 0.15 and 1 mm. This dimensioning of the additional structures is particularly well matched to the high-performance finned tubes and expresses the fact that the structural sizes of the external structures are preferably in the sub-millimeter to millimeter range.

Vorteilhafterweise können die Auskragungen asymmetrische Formen aufweisen. Die Asymmetrie der Strukturen erscheint hierbei in einer senkrecht zur Rohrlängsachse verlaufenden Schnittebene. Asymmetrische Formen können, insbesondere wenn eine größere Oberfläche ausgebildet wird, einen zusätzlichen Beitrag zum Verdampfungsprozess leisten. Die Asymmetrie kann sowohl bei Zusatzstrukturen am Kanalgrund wie auch an der Rippenspitze ausgeprägt sein.The projections can advantageously have asymmetrical shapes. The asymmetry of the structures appears in a section plane running perpendicular to the pipe's longitudinal axis. Asymmetrical shapes can make an additional contribution to the evaporation process, especially when a larger surface is formed. The asymmetry can be pronounced in the case of additional structures on the canal base as well as on the tip of the rib.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung können die Auskragungen in einer senkrecht zur Rohrlängsachse verlaufenden Schnittebene einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Trapezförmige Querschnitte sind im Zusammenhang mit integral gewalzten Rippenrohrstrukturen technologisch gut beherrschbare Strukturelemente. Geringfügige fertigungsbedingte Asymmetrien der sonst parallelen Grundseiten eines Trapezes können hierbei auftreten.In a preferred embodiment of the invention, the projections can have a trapezoidal cross-section in a sectional plane running perpendicular to the pipe's longitudinal axis. In connection with integrally rolled finned tube structures, trapezoidal cross-sections are structural elements that can be easily controlled from a technological point of view. Slight production-related asymmetries of the otherwise parallel base sides of a trapezoid can occur here.

Vorteilhafterweise können am Ort der Auskragungen in Richtung der Rohrlängsachse sich gegenüberstehende Werkstoffvorsprünge ausgebildet sein. Die Auskragungen mit den gegenüberstehenden Werkstoffvorsprünge stellen folglich die Schwelle für den Fluiddurchtritt dar.Advantageously, opposing material projections can be formed at the location of the projections in the direction of the pipe longitudinal axis. The projections with the opposing material projections consequently represent the threshold for the passage of fluid.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the schematic drawings.

Darin zeigen:

1 schematisch eine Teilansicht eines Querschnitts eines Wärmeaustauscherrohres mit durch Zusatzstrukturen unterteilten Segmenten,
2 schematisch eine Schrägansicht auf einen Teil der Außenstruktur eines Wärmeaustauscherrohres mit umgelegten Rippenspitzen,
3 schematisch eine Detailansicht von Werkstoffvorsprüngen am Ort einer Auskragung, und
4 schematisch eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform von Werkstoffvorsprüngen am Ort einer Auskragung.

Show in it:

1 schematically a partial view of a cross section of a heat exchanger tube with segments subdivided by additional structures,
2 schematically an oblique view of part of the external structure of a heat exchanger tube with folded rib tips,
3 schematically a detailed view of material projections at the location of a projection, and
4th schematically a detailed view of a further embodiment of material projections at the location of a projection.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

1 zeigt schematisch eine Teilansicht eines Querschnitts eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauscherrohres 1 mit durch Zusatzstrukturen 7 unterteilten Segmenten 8. Das integral gewalzte Wärmeaustauscherrohr 1 weist auf der Rohraußenseite schraubenlinienförmig umlaufende Rippen 2 auf, zwischen denen eine Primärnut als Kanal 6 ausgebildet ist. Die Rippen 2 erstrecken sich ohne Unterbrechung kontinuierlich entlang einer Helixlinie auf der Rohraußenseite. Der Rippenfuß 3 steht im Wesentlichen radial von der Rohrwandung 10 ab. Die Rippenhöhe H wird am fertigen Wärmeaustauscherrohr 1 von der tiefsten Stelle des Kanalgrundes 61 ausgehend vom Rippenfuß 3 über die Rippenflanke 4 hinweg bis zur Rippenspitze 5 des vollständig geformten Rippenrohres gemessen. 1 shows schematically a partial view of a cross section of a heat exchanger tube according to the invention 1 with through additional structures 7th subdivided segments 8th . The integrally rolled heat exchanger tube 1 has helically circumferential ribs on the outside of the tube 2 on, between which a primary groove as a channel 6th is trained. Ribs 2 extend continuously without interruption along a helix line on the outside of the pipe. The rib foot 3 stands essentially radially from the pipe wall 10 away. The rib height H is on the finished heat exchanger tube 1 from the deepest point of the canal floor 61 starting from the rib base 3 over the rib flank 4th away to the tip of the ribs 5 of the fully formed finned tube measured.

Es wird ein Wärmeaustauscherrohr 1 vorgeschlagen, bei dem im Bereich des Kanalgrundes 61, eine Zusatzstruktur 7 in Gestalt von radial nach außen gerichtete Auskragungen 71 angeordnet ist. Diese Auskragungen 71 sind als erste Zusatzstruktur bezeichnet und aus Material der Rohrwandung 10 aus dem Kanalgrund 61 geformt. Die Auskragungen 71 sind in bevorzugt regelmäßigen Abständen im Kanalgrund 61 angeordnet und erstrecken sich quer zum Kanalverlauf von einem Rippenfuß 3 einer Rippe 2 zumindest teilweise in Richtung oder vollständig zum in der Figurenebene nicht dargestellten darüber liegenden nächsten Rippenfuß. Am Ort einer Auskragungen 71 sind radial nach außen liegend Werkstoffvorsprünge 72 als zweite Zusatzstruktur 7 angeordnet, die aus Material der Rippenflanken 4 ausgebildet sind. Auf diese Weise wird die Primärnut als Kanal 6 in regelmäßigen Abständen zumindest teilweise verjüngt. Das dadurch entstehende Segment 8 begünstigt eine Blasenkeimbildung in Verbindung mit den Werkstoffvorsprüngen 72 als Leitstrukturen für den Fluidfluss in besonderer Weise. Der direkte Austausch von Flüssigkeit und Dampf zwischen den einzelnen Segmenten 8 wird zumindest verringert.It becomes a heat exchanger tube 1 suggested that in the area of the canal bottom 61 , an additional structure 7th in the form of radially outwardly directed projections 71 is arranged. These cantilevers 71 are designated as the first additional structure and are made from the material of the pipe wall 10 from the bottom of the canal 61 shaped. The cantilevers 71 are preferably at regular intervals in the canal base 61 arranged and extend transversely to the course of the canal from a rib foot 3 a rib 2 at least partially in the direction or completely to the next rib foot lying above, not shown in the plane of the figure. At the location of a cantilever 71 are material projections lying radially outwards 72 as a second additional structure 7th arranged, made of material of the rib flanks 4th are trained. In this way, the primary groove acts as a channel 6th at least partially rejuvenated at regular intervals. The resulting segment 8th favors bubble nucleation in connection with the material protrusions 72 as guide structures for the fluid flow in a special way. The direct exchange of liquid and vapor between the individual segments 8th is at least reduced.

Zusätzlich zur Bildung der Auskragungen 71 am Kanalgrund 61 mit den radial außen liegenden Werkstoffvorsprüngen 72 sind zweckmäßigerweise die Rippenspitzen 5 als distaler Bereich der Rippen 2 derart verformt, dass sie den Kanal 6 in Radialrichtung teilweise mit einer axial umgelegten Rippenspitze 51 verschließen. Die Verbindung zwischen dem Kanal 6 und der Umgebung ist in Form von Poren 9 als lokale Öffnungen ausgestaltet, damit Dampfblasen aus dem Kanal 6 entweichen können. Das Verformen der Rippenspitzen 5 geschieht mit walztechnischen Methoden, die dem Stand der Technik zu entnehmen sind. Die Primärnuten 6 stellen auf diese Weise hinterschnittene Nuten dar. Durch die Kombination der Auskragungen 71 und Werkstoffvorsprünge 72 als Zusatzstrukturen 7 erhält man ein Segment 8 in Form eines Hohlraumes, der sich ferner dadurch auszeichnet, dass er über einen sehr weiten Bereich von Betriebsbedingungen eine sehr hohe Leistungsfähigkeit bei Verdampfung von Flüssigkeiten aufweist. Die Flüssigkeit verdampft innerhalb des Segments 8 unterstützt von Werkstoffvorsprüngen 72 als zusätzliche Fluidleitstrukturen. Der entstehende Dampf tritt an den lokalen Öffnungen 9 aus dem Kanal 6 aus, durch die auch flüssiges Fluid nachströmt. Zum Nachströmen des Fluid können auch gut benetzbare Rohroberflächen eine Hilfe sein.In addition to the formation of the cantilevers 71 at the bottom of the canal 61 with the material protrusions lying radially on the outside 72 are expediently the rib tips 5 as the distal area of the ribs 2 deformed in such a way that it breaks the channel 6th in the radial direction partially with an axially folded rib tip 51 close. The connection between the channel 6th and the surrounding area is in the form of pores 9 designed as local openings so that steam bubbles out of the channel 6th can escape. The deformation of the rib tips 5 happens with rolling methods that can be found in the state of the art. The primary grooves 6th represent undercut grooves in this way. By combining the overhangs 71 and Material protrusions 72 as additional structures 7th one gets a segment 8th in the form of a cavity, which is also characterized by the fact that it has a very high efficiency in the evaporation of liquids over a very wide range of operating conditions. The liquid evaporates within the segment 8th supported by material protrusions 72 as additional fluid guide structures. The resulting steam occurs at the local openings 9 from the canal 6th through which liquid fluid also flows in. Easily wettable pipe surfaces can also be helpful for the subsequent flow of fluid.

Die erfindungsgemäße Lösung bezieht sich auf strukturierte Rohre, bei denen der Wärmeübergangskoeffizient auf der Rohraußenseite gesteigert wird. Um nicht den Hauptanteil des Wärmedurchgangswiderstandes auf die Innenseite zu verlagern, kann der Wärmeübergangskoeffizient auf der Innenseite durch eine geeignete Innenstrukturierung 11 zudem intensiviert werden. Die Wärmeaustauscherrohre 1 für Rohrbündelwärmeaustauscher besitzen üblicherweise mindestens einen strukturierten Bereich sowie glatte Endstücke und eventuell glatte Zwischenstücke. Die glatten End- bzw. Zwischenstücke begrenzen die strukturierten Bereiche. Damit das Wärmeaustauscherrohr 1 problemlos in den Rohrbündelwärmeaustauscher eingebaut werden kann, darf der äußere Durchmesser der strukturierten Bereiche nicht größer sein als der äußere Durchmesser der glatten End- und Zwischenstücke.The solution according to the invention relates to structured tubes in which the heat transfer coefficient is increased on the outside of the tube. In order not to shift the main part of the heat transfer resistance to the inside, the heat transfer coefficient on the inside can be achieved through a suitable internal structure 11 also be intensified. The heat exchanger tubes 1 for tube bundle heat exchangers usually have at least one structured area as well as smooth end pieces and possibly smooth intermediate pieces. The smooth end pieces or intermediate pieces delimit the structured areas. So that the heat exchanger tube 1 can be easily installed in the tube bundle heat exchanger, the outer diameter of the structured areas must not be larger than the outer diameter of the smooth end and intermediate pieces.

2 zeigt schematisch eine Schrägansicht auf einen Teil der Außenstruktur eines Wärmeaustauscherrohres 1 mit umgelegten Rippenspitzen 51. Zur besseren Veranschaulichung sind nur die zum Verständnis wichtigsten Strukturelemente der Außenstruktur dargestellt. Zusätzlich zur Bildung der Auskragungen 71 am Kanalgrund 61 mit den radial außen liegenden Werkstoffvorsprüngen 72 sind wiederum die Rippenspitzen 5 als distaler Bereich der Rippen 2 derart verformt, dass sie den Kanal 6 in Radialrichtung teilweise mit einer axial umgelegten Rippenspitze 51 verschließen. Die Verbindung zwischen dem Kanal 6 und der Umgebung ist als lokale Öffnungen 9 zum Entweichen von Dampfblasen aus dem Kanal 6 sowie Einströmen von flüssigem Fluid in den Kanal 6 ausgestaltet. Die Primärnuten 6 stellen auf diese Weise wiederum hinterschnittene Nuten dar. Die axial umgelegte Rippenspitze 51 ist aus der Rippe 2 ausgeformt und erstreckt sich so in axialer Richtung über den Kanal 6 hinweg. Mit den Zusatzstrukturen 7 reduziert sich die durchströmbare Querschnittsfläche im Kanal 6 zwischen zwei Rippen 2 lokal besonders effektiv, um dadurch im Betrieb den Fluidfluss im Kanal 6 zu begrenzen. 2 shows schematically an oblique view of part of the external structure of a heat exchanger tube 1 with folded rib tips 51 . For a better illustration, only the structural elements of the outer structure that are most important for understanding are shown. In addition to the formation of the cantilevers 71 at the bottom of the canal 61 with the material protrusions lying radially on the outside 72 are again the tips of the ribs 5 as the distal area of the ribs 2 deformed in such a way that it breaks the channel 6th in the radial direction partially with an axially folded rib tip 51 close. The connection between the channel 6th and the surrounding area is called local openings 9 for the escape of vapor bubbles from the duct 6th and inflow of liquid fluid into the channel 6th designed. The primary grooves 6th in this way represent undercut grooves. The axially folded rib tip 51 is off the rib 2 formed and extends so in the axial direction over the channel 6th away. With the additional structures 7th the cross-sectional area through which the canal can flow is reduced 6th between two ribs 2 locally particularly effective, thereby reducing the flow of fluid in the channel during operation 6th to limit.

3 zeigt schematisch eine Detailansicht von Werkstoffvorsprüngen 72 am Ort einer Auskragung 71. Die radial auf eine Auskragung 71 der Kanalgrundstruktur aufgesetzten Werkstoffvorsprünge 72 sind aus Material der Rippenflanke 4 durch eine gezahnte Walzscheibe hergestellt, welche sowohl Wandmaterial am Kanalgrund 61 als auch Material an der Rippenflanke 4 umformt. Obwohl Auskragungen 71 und Werkstoffvorsprünge 72 damit aus unterschiedlichen Bereichen der Rohrwandung geformt sind, können die Werkstoffvorsprünge 72 im Wesentlichen einen in radialer Richtung fließenden Übergang zu den beiden Seitenflächen 711 der darunter liegenden Auskragung 71 ausbilden. In diesem Fall verläuft die Auskragung 71 nur in einem Teil des Kanalgrundes 61 und schließt in axialer Rohrrichtung mit einer Stirnfläche 712 ab. Die Werkstoffvorsprünge 72 sind trennwandartig ausgebildet und erstrecken sich angenähert radial und in Richtung der Rohrlängsachse A und beispielsweise in dieser axialen Richtung bis ungefähr zur Kanalmitte ausgeprägt sind. In diesem Bereich ausgehend kann der Fluidfluss präziser gesteuert und in beiden in umlaufender Richtung benachbarten Segmenten 8 zu einer Blasenbildung beitragen. Die Auskragungen 71 mit den aufgesetzten Werkstoffvorsprüngen 72 stellen folglich auch eine Schwelle für den Fluiddurchtritt dar. 3 shows schematically a detailed view of material projections 72 at the location of a cantilever 71 . The radial on a projection 71 the material projections placed on the basic duct structure 72 are made from the material of the rib flank 4th produced by a toothed roller disc, which both wall material on the channel base 61 as well as material on the rib flank 4th reshaped. Although cantilevers 71 and material protrusions 72 so that are formed from different areas of the pipe wall, the material projections 72 essentially a transition to the two side surfaces that flows in the radial direction 711 the overhang below 71 form. In this case the cantilever runs 71 only in part of the canal bottom 61 and closes in the axial direction of the pipe with an end face 712 away. The material protrusions 72 are designed like a partition wall and extend approximately radially and in the direction of the pipe's longitudinal axis A. and, for example, are pronounced in this axial direction up to approximately the center of the channel. Starting in this area, the fluid flow can be controlled more precisely and in both segments that are adjacent in the circumferential direction 8th contribute to blistering. The cantilevers 71 with the attached material protrusions 72 consequently also represent a threshold for the passage of fluid.

Wie ebenfalls aus 3 ersichtlich, ist die axiale Erstreckung der Werkstoffvorsprünge 72 etwas kürzer als die axiale Erstreckung der darunter befindlichen Auskragung 71. Hierdurch ergibt sich eine zur Rohrlängsachse A Öffnung für das flüssige Wärmeaustauscherfluid, welches leichter von der Seite her in die benachbarten Segmente 8 zur Unterstützung der Blasenbildung geleitet wird.As also from 3 can be seen, the axial extent of the material projections 72 somewhat shorter than the axial extent of the projection below 71 . This results in an axis to the pipe's longitudinal axis A. Opening for the liquid heat exchange fluid, which can be easily drawn into the adjacent segments from the side 8th to support the formation of bubbles.

4 zeigt schematisch eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform von Werkstoffvorsprüngen 72 am Ort einer Auskragung 71. Die radial auf eine Auskragung 71 der Kanalgrundstruktur aufgesetzten Werkstoffvorsprünge 72 sind aus Material der Rippenflanke 4 durch eine gezahnte Walzscheibe hergestellt, welche sowohl Wandmaterial am Kanalgrund 61 als auch Material an der Rippenflanke 4 umformt. Dabei ist die Konturlinie der sich im Wesentlichen in Axial- und Radialrichtung erstreckenden Werkstoffvorsprünge auch geschwungen oder unregelmäßig ausgeführt sein. Bei dieser Ausführungsform haben die Werkstoffvorsprünge 72 eine sich verändernde Ausdehnung in axialer Richtung. Mit anderen Worten, in radialer Richtung nach außen betrachtet ist ein fließender Übergang in die Rippenflanke 4 realisiert. Insgesamt sind die Flächen der Werkstoffvorsprünge 72 auch etwas in sich gekrümmt. Diese Formen sind Variationen von ebenen Fläche, die bezüglich der Oberflächeneigenschaften und des Benetzungsverhaltens des flüssigen Wärmeaustauscherfluids besonders günstig sind. Derartige Strukturen führen das flüssige Wärmeaustauscherfluid in besonders bevorzugter Weise von der Seite her in die benachbarten Segmente 8 zur Unterstützung der Blasenbildung. 4th shows schematically a detailed view of a further embodiment of material projections 72 at the location of a cantilever 71 . The radial on a projection 71 the material projections placed on the basic duct structure 72 are made from the material of the rib flank 4th produced by a toothed roller disc, which both wall material on the channel base 61 as well as material on the rib flank 4th reshaped. The contour line of the material projections extending essentially in the axial and radial directions is also designed to be curved or irregular. In this embodiment, the material projections have 72 a changing expansion in the axial direction. In other words, viewed outward in the radial direction, there is a smooth transition into the rib flank 4th realized. Overall, the surfaces are the material protrusions 72 also somewhat bent in itself. These shapes are variations of flat surfaces which are particularly favorable with regard to the surface properties and the wetting behavior of the liquid heat exchanger fluid. Such structures lead the liquid heat exchanger fluid in a particularly preferred manner from the side into the adjacent segments 8th to support the formation of bubbles.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: WärmeaustauscherrohrHeat exchanger tube
22: RippenRibs
33: RippenfußCostal foot
44th: RippenflankeRib flank
55: Rippenspitze, distale Bereiche der RippenRib tip, distal areas of the ribs
5151: axial umgelegte Rippenspitzeaxially folded rib tip
66th: Kanal, PrimärnutChannel, primary groove
6161: KanalgrundCanal bottom
77th: ZusatzstrukturenAdditional structures
7171: Auskragung als erste Zusatzstruktur am KanalgrundCantilever as the first additional structure at the bottom of the canal
711711: Seitenflächen der AuskragungSide faces of the cantilever
712712: Stirnfläche der AuskragungFront face of the overhang
7272: WerkstoffvorsprüngeMaterial protrusions
88th: Segmentsegment
99: lokale Öffnung, Porenlocal opening, pores
1010: RohrwandungPipe wall
1111th: InnenstrukturInterior structure
AA.: RohrlängsachseLongitudinal pipe axis
HH: RippenhöheRib height

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 5669441 A [0004]
US 5697430 A [0004]
DE 19757526 C1 [0004]
EP 1223400 B1 [0005]
EP 0222100 B1 [0006]
US 7254964 B2 [0006]
US 5186252 A [0006]
EP 3111153 B1 [0007]

Claims

Metallic heat exchanger tube (1), with integral ribs (2) formed on the outside of the tube with rib base (3), rib flanks (4) and rib tip (5), the rib base (3) protruding radially from the tube wall and between the ribs (2) a channel (6) is formed in which spaced-apart additional structures (7, 71, 72) are arranged, - which subdivide the channel (6) between the ribs (2) into segments (8), - which define the cross-sectional area in the channel through which a flow can flow (6) locally between two ribs (2) and thereby at least limit a fluid flow in the channel (6) during operation, and - wherein first additional structures (7, 71) are radially outwardly directed projections (71) from the channel base (61) , characterized in that at the location of the projections (71) lying radially outward, material projections (72) as second additional structures (7, 72) are arranged laterally at least on one rib flank (4), which extends further in the axial and radial directions en than in the circumferential direction and which are formed from the material of the rib flanks (4).

Heat exchanger tube (1) after Claim 1 , characterized in that the projections (71) and the material projections (72) reduce the cross-sectional area through which the flow can flow in the channel (6) between two ribs (2) locally by at least 30%.

Heat exchanger tube (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the projections (71) and the material projections (72) reduce the cross-sectional area through which the flow can flow in the channel (6) between two ribs (2) locally by 40 to 70%.

Heat exchanger tube (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the channel (6) is closed radially outward except for individual local openings (9).

Heat exchanger tube (1) according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that there is at least one local opening (9) per segment (8).

Heat exchanger tube (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the projections (71) are formed at least from the material of the channel base (61) between two integrally circumferential ribs (2).

Heat exchanger tube (1) after Claim 6 , characterized in that the projections (71) have a height between 0.15 and 1 mm.

Heat exchanger tube (1) according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the projections (71) have asymmetrical shapes.

Heat exchanger tube (1) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the projections (71) have a trapezoidal cross-section in a sectional plane running perpendicular to the pipe's longitudinal axis (A).

Heat exchanger tube (1) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that opposing material projections (72) are formed at the location of the projections (71) in the direction of the pipe longitudinal axis (A).