DE2332214C3

DE2332214C3 - Heat exchanger tube

Info

Publication number: DE2332214C3
Application number: DE19732332214
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Filing date: 1973-06-25
Publication date: 1977-05-18

Description

2020th

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wärmetauscherrohr, in dem ein zentraler Dorn mit mindestens drei Radialrippen mit zur Rohrwand hin zunehmender Stärke untergebracht ist, deren Außenenden an der Innenseite in die Rohrwand eingepreßt sind. Ein solches Wärmetauscherrohr ist aus der US-Patentschrift 29 29 408 bekannt.The present invention relates to a heat exchanger tube in which a central mandrel with at least three radial ribs with increasing strength towards the pipe wall are accommodated, the outer ends of which are pressed into the pipe wall on the inside. Such a heat exchanger tube is from the US patent 29 29 408 known.

Wärmetauscherrohre dieser Art können vorzugsweise in Wärmetauschern von Kältemaschinen verwendet werden. Bei ihnen stellt die Gewährleistung eines guten Wärmeübergangs zwischen den Rippen und dem Rohr ein Problem dar.Heat exchanger tubes of this type can preferably be used in heat exchangers of refrigerating machines will. They ensure good heat transfer between the fins and the tube pose a problem.

Bei der bekannten Ausbildung wird versucht, den Wärmeübergang zwischen den Rippen und dem Rohr dadurch zu verbessern, daß nach dem Einsetzen des gerippten Dorns in das Rohr letzteres durch Drücken von außen durchmesserreduzien wird, so daß die Außenenden der Rippen um einen geringen Betrag in die Rohrwandung eindringen.In the known training attempts are made to reduce the heat transfer between the ribs and the tube to be improved by the fact that after the insertion of the ribbed mandrel into the tube, the latter by pressing from the outside diameter is reduced so that the outer ends of the ribs by a small amount in penetrate the pipe wall.

Nachteilig ist bei diesem Vorgehen nicht nur der große Herstellungsaufwand, sondern auch der Umstand, daß die Kontaktflächen zwischen den Rippenenden und der Rohrinnenwand im wesentlichen beschränkt bleiben auf die Breite der Rippenenden und keine zuverlässigen Anpreßdrücke zwischen den wärmeübertragenden Oberflächen erzielbar sind.The disadvantage of this procedure is not only the great manufacturing effort, but also the fact that the contact surfaces between the fin ends and the pipe inner wall remain essentially limited on the width of the rib ends and no reliable contact pressure between the heat transferring Surfaces are achievable.

Es sind auch Ausbildungen bekannt, bei denen zur Vergrößerung der Wärmeübergangsfläche an den Außenenden der Rippen Verbreiterungen in Form von Schuhen ausgeführt sind. Während dadurch zwar die Kontaktflächen vergrößert werden, nehmen jedoch gleichzeitig die wirkenden Flächenpressungen ab, so daß für den Wärmeübergang nichts gewonnen ist.There are also known designs in which to enlarge the heat transfer area of the The outer ends of the ribs are made in the form of shoes. While thereby the Contact areas are enlarged, but at the same time the acting surface pressures decrease, so that nothing is gained for the heat transfer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile ein Wärmetauscherrohr zu schaffen, oei dem eine besonders gute Wirksamkeit der Wärmeübertragung gewährleistet ist. und zwar durch Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen den Rippen und dem Rohr.The object of the present invention is to provide a heat exchanger tube while avoiding the disadvantages described to create, oei which a particularly good effectiveness of the heat transfer is guaranteed. by improving the heat transfer between the fins and the tube.

Ausgehend von einer Ausbildung der eingangs beschriebenen Art wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Außenenden der Rippen die Form eines Keiles aufweisen, dessen Spitze vom Mittelpunkt des Domes aus in Radialrichtung weist und der auf seiner ganzen Höhe in die Wand des Rohres eingepreßt ist.Based on a training of the type described above, this problem is solved proposed according to the invention that the outer ends of the ribs have the shape of a wedge, the Point from the center of the dome in the radial direction and the entire height into the wall of the pipe is pressed in.

Bei einer solchen Ausbildung wird durch die Keilwirkung ein hoher Kontaktdruck zwischen den sich berührenden Flächen von Rippen und Rohrinnenwand erzielt obwohl diese gemeinsamen Flachen vergrößert sind Damit sind die Voraussetzungen für einen optimalen Wärmeübergang geschaffen.With such a design, the wedge effect creates a high contact pressure between them Contacting surfaces of the ribs and the inner wall of the pipe are achieved although these common surfaces are enlarged The prerequisites for optimal heat transfer are thus created.

An sich ist aus der deutschen Patentschrift 8 26143 ein Wärmetauscher, insbesondere für eine Heißgaskolbenmaschine, bekannt, bei dem in einem zylindrischen Rohr ein Einsatz mit zur Rohnnnenwand spitz zulaufenden Radialrippen untergebracht ist Die Rippen dringen jedoch nicht in die Innenwandung des Rohrs ein und haben mit diesem eine nur minimale Berührungsfläche Ein Wärmeübergang zwischen den Rippen und dem Außenrohr ist bei dieser Ausbildung kaum vorhanden, worauf es allerdings wegen des hier andersartigen Aufbaus des Wärmetauschers auch nicht ankommtAs such, from German patent specification 8 26143 a heat exchanger, in particular for a hot gas piston machine, is known in which in a cylindrical Tube an insert with radial ribs tapering towards the tube inner wall is housed The ribs however, do not penetrate the inner wall of the pipe and have only a minimal contact surface with it There is hardly any heat transfer between the ribs and the outer tube in this design, which, however, is not important because of the different structure of the heat exchanger

Um den durch die erfindungsgemäße Maßnahme gewährleisteten guten Wärmeübergang zwischen den Rippen und dem Rohr voll zu nutzen, ist es zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen dem strömenden Medium und den Rippen in einer Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, wenn die Seitenflächen der Rippen ein rauhes Mikrorelief aufweise!., wie dies bei Wärmeaustauschrohren für die Rohrf'.äche selbst an sich aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 01 204 bekannt ist. Bei der bekannten Ausbildung geht es jedoch nur um den Wärmeübergang zwischen .lern strömenden Medium und der Rohrwandung and ein Rohreinsatz ist von vornherein nicht vorgesehen, so daß Probleme des Wärmeübergangs zwischen einem solchen und dem Rohr auch nicht auftreten.To the guaranteed by the measure according to the invention good heat transfer between the Taking full advantage of the fins and the tube is to improve the heat transfer between the flowing medium and the ribs in a development of the invention, if the Side surfaces of the ribs show a rough micro-relief!., As is the case with heat exchange tubes for the Rohrf'.fläche itself is known from the German Offenlegungsschrift 21 01 204. With the well-known Training is only about the heat transfer between .lern flowing medium and the pipe wall and a pipe insert is not provided from the outset, so there are problems with heat transfer between such and the pipe also does not occur.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert Is zeigt:The present invention is carried out below the description of an exemplary embodiment further explained with reference to the drawings shows:

F i g. 1 den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Wärmetauscherrohr;F i g. 1 shows the cross section through a heat exchanger tube according to the invention;

F i g. 2 die Einzelheiten der Berührung zwischen dem äußeren Ende einer Rippe und der Rohrinnenwand in vergrößerter perspektivischer Darstellung.F i g. 2 shows the details of the contact between the outer end of a rib and the inner wall of the pipe in FIG enlarged perspective view.

In dem Wärmetauscherrohr 6 ist ein z. B. aus Aluminium hergestellter Einsatz 11 angeordnet, welcher aus einem zentralen Dorn 12 besteht, von dem in gleichmäßigen Abständen Rippen 13 in Radialrichtung ausgehen.In the heat exchanger tube 6 is a z. B. made of aluminum insert 11 arranged which consists of a central mandrel 12, from which ribs 13 at regular intervals in the radial direction go out.

Die Außenenden der Rippen 13 sind in Form eines Keils 14 ausgeführt, dessen Spitze radial nach außen weist. Die gesamte Höhe des Keilendes 14 ist in die Innenwandung des Rohres 6 eingepreßt.The outer ends of the ribs 13 are designed in the form of a wedge 14, the tip of which is radially outward shows. The entire height of the wedge end 14 is pressed into the inner wall of the tube 6.

Durch die beschriebene Ausbildung wird sowohl eine Vergrößerung der Wärmeübergangsfläche 7wischen Rippen und Rohr als auch eine Verbesserung der hier wirkenden Anpreßkräfte erreicht.As a result of the design described, both an increase in the heat transfer surface 7 will be wiped Ribs and tube as well as an improvement in the pressing forces acting here achieved.

Zur vollständigen Ausnutzung des erreichten guten Wärmeübergangsverhaltens sind zur Verbesserung auch des Wärmeübergangs zwischen dem strömenden Medium und den Rippen die letzteren mit einem rauhen Mikrorelief 15 auf ihren Seitenflächen ausgeführt.In order to fully utilize the good heat transfer behavior that has been achieved, improvements must be made also the heat transfer between the flowing medium and the ribs the latter with a rough Microrelief 15 executed on their side surfaces.

Das genannte Mikrorelief kann durch die Aufstäubung von Metallteilchen oder durch elektrotechnisches Ätzen der Rippenseitenflächen erhalten werden. Es kann auch eine poröse Struktur aufweisen. Bei Verwendung des Wärmetauscherrohrs in einer Kälteanlage sind dann die Poren in etwa der gleichen Größenordnung ausgeführt, wie auch der Durchmesser des Dampfblasenkeims des Kältemittels bei dessen Sieden auf den Oberflächen im I nneren des Rohres 6.Said microrelief can be produced by the sputtering of metal particles or by electrotechnical Etching of the rib side surfaces can be obtained. It can also have a porous structure. at If the heat exchanger tube is used in a refrigeration system, the pores are then roughly the same Executed order of magnitude, as well as the diameter of the vapor bubble nucleus of the refrigerant in its Boiling on the surfaces inside the tube 6.

Bei der genannten Verwendung des vorgeschlagenen Wärmetauscherrohrs iritt in dieses das Kältemittel alsWhen using the proposed heat exchanger tube mentioned, the refrigerant flows into it as

Df-Flflssigkciisgcmisch ein. wobei dieses üblicher-SSe zu ciwa 80<% aus Flüssigkeit und zu 20°A aus niniof besteht. Währenddes Durchströmens des Rohrs verdampft die Flüss.gc Phase und das KäUcmittel tritt in fh aus dem Rohr aus Durch die Eine mit dem vorgeschlagenen Wärmetauscherrohr aufgebaute Wärmetauschereinrichtung zeichnet sich durch geringe Abmessungen und Gewicht, durch geringe Betriebskosten und geringen Kältemittelverh Aßdem sind Transport Montage undDf-liquid ciisgcmisch a. where this more usual-SSe to ciwa 80 <% from liquid and to 20 ° A from niniof exists. While flowing through the pipe the liquid phase evaporates and the coolant enters fh from the tube from through the one with the proposed heat exchanger tube constructed heat exchanger device is characterized by small dimensions and weight low operating costs and low refrigerant ratio are transport assembly and

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^VCr^iPD;m;fph;Xaus"d^rRohr au, Durch die ₅ brauch aus. Außerdem sind Transport. Montage und SrSAr der Rippemvünde wird der Siede- Bedienung erleichtert. ^VC r ^iP D; m; fph; Xaus "d ^ rPipe au, by the ₅ use. In addition, transport, assembly and SrSAr of the Rippemvünde are facilitated the boiling operation.

vorgang begünstigt. process favored.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1 heat exchanger tube in which a central mandrel mn at least three radial ribs with the tube wall the outer ends of which are housed on the inside in the pipe wall towards increasing strength are pressed in, characterized in that the outer ends of the ribs (13) have the shape of a Have wedge (14), the tip of which points from the center of the dome (12) in the radial direction and which is pressed into the wall of the tube (6) over its entire height

2 heat exchange tube according to claim 1, characterized in that the side surfaces of the ribs (13) have a rough micro-relief (15).