DE4343405A1 - Rohr, insbesondere zur Verwendung als Wärmetauschrohr für Rohrbündelwärmeübertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohr, insbesondere zur Ver­ wendung als Wärmetauschrohr für Rohrbündelwärmeüber­ trager, mit einer schraubenlinienförmig angeordneten, auf der Außenseite des Rohres Erhebungen und Ver­ tiefungen und auf der Innenseite des Rohres Ausbeulungen und Verengungen bildenden Wellung, wobei die Erhöhungen bzw. die Ausbeulungen und die Vertiefungen bzw. die Ver­ engungen gerundet ausgebildet sind.

Ein derartiges Rohr ist aus der DE 36 12 770 A1 bekannt. Die Wellung der Mantelfläche des Rohres ist eingängig ausgebildet und weist eine Steigung von etwa 10 Grad auf. Im Rohrlängsschnitt sind die im Rohrinneren befindlichen Ausbeulungen und Verengungen gerundet, wobei die Aus­ beulungen einen größeren Krümmungsradius als die Ver­ engungen aufweisen. Das zur Charakterisierung des Rohres herangezogene Verhältnis des größten Außendurchmessers des Rohres im Bereich der Wellung zu der durch die Differenz der radialen Abstände der Scheitel der Er­ hebungen und der Vertiefungen bezüglich der Rohrlängs­ achse gebildeten Prägetiefe ist bei den bekannten Rohren größer als 15.

Aufgrund der schraubenlinienförmigen Wellung weisen die Rohre einen verglichen mit Glattrohren besseren Wärme­ übergangskoeffizienten auf. Wird ein derartiges Rohr mit einem abzukühlenden oder mit einem zu erwärmenden Fluid beaufschlagt, so bauen sich bei einem genügend hohen Beaufschlagungsdruck in den rohrwandungsnahen Bereichen­ des durchströmenden Fluids Wirbel auf, die eine Durch­ mischung des Fluidstromes und somit eine raschere Wärme­ abfuhr von der Rohrwandung weg bzw. eine raschere Wärme­ zufuhr zur Rohrwandung hin bedingen.

Auf diese Weise gesteigerte Wärmeübergangskoeffizienten sind mit den bekannten Rohren nur bei einer Beauf­ schlagung mit sehr niedrig viskosen und sauberen Fluiden erzielbar. Wird ein derartiges Rohr jedoch mit einer zähflüssigen oder gallertartigen Flüssigkeit (z. B. Joghurt) beaufschlagt, so ist die Wellung des bekannten Rohres nicht geeignet, den zur besseren Wärmeübertragung notwendigen Stoffaustausch innerhalb des Fluidstromes zu erzeugen.

Diesem Nachteil kann mit Drallrohren, wie sie aus der Druckschrift "Wärmetechnische Information - Wärme- und strömungstechnische Untersuchungen an Rohrbündelwärme­ übertragern mit Drallrohren bei turbulenter und lamina­ rer Strömung" der Firma hde Eichelberg & Co. GmbH, Menden, vom Mai 1991 bekannt sind, begegnet werden. Die Steigung der Wellung dieser Rohre ist gegenüber der Steigung des aus der DE 36 12 770 A1 bekannten Rohres deutlich steiler ausgelegt. In den Ausbeulungen kann dann auch bei zähflüssigen Medien eine Drallströmung entstehen. Die Vertiefungen dieses Rohres sind ein­ schnürartig ausgebildet, so daß die in das Rohrinnere weisenden Verengungen rippenförmig hervorstehen.

Ist das Rohr mit einem feststofführenden, unter einem konstanten Druck stehenden Fluid beaufschlagt, erzeugen die in das Rohrinnere weisenden Verengungen zwar turbu­ lente Strömungsverhältnisse, jedoch reichen diese nicht aus, auch die Leeseiten der Verengungen mit ausreichen­ der Strömungsenergie zu versorgen, um eine Feststoff­ ablagerung zu verhindern. Läßt der Fluiddruck insgesamt nach oder wird der Wärmetauschprozeß unterbrochen, kommt unter Umständen die gesamte im Rohr befindliche Feststoffmenge zur Ablagerung.

Da einmal abgelagerte Teilchen nur mit einer wesentlich höheren Strömungsgeschwindigkeit bezüglich der Strömungsgeschwindigkeit, mit der sie in der Schwebe gehalten werden, wieder in die Schwebe gebracht werden können, sind abgelagerte Feststoffteilchen nur mit einer höheren Fluiddruckbeaufschlagung erodierbar. Selbst mit sehr hohen Beaufschlagungsdrucken sind die im Druck­ schatten der Strömung befindlichen Leeseiten der Ver­ engungen nicht mit ausreichender Energie erreichbar, um die Totzone von den Ablagerungen zu befreien. Ein er­ neutes In-die-Schwebe-bringen ist nur durch eine Beauf­ schlagung des Rohres mit Fluid in entgegengesetzter Fließrichtung möglich, wobei die Leeseiten der Verengun­ gen dann die strömungsenergiereicheren Luvseiten dar­ stellen.

Gleichermaßen stellen die auf der Außenseite des Rohres befindlichen kerbförmig ausgebildeten Vertiefungen Ab­ lagerungsfallen für außerhalb des Rohres, beispielsweise im Quer- oder im Gegenstrom, mitgeführte Feststoffe dar.

Sowohl auf der Rohrinnenseite als auch auf der Rohr­ außenseite sind Ablagerungen unerwünscht, da diese die Wärmeübertragung beeinträchtigen oder lokal sogar unter­ binden können. Um eine möglichst gleichbleibende Wärme­ übertragung durch die Rohrwandung hindurch zu gewähr­ leisten, muß das Wärmetauschrohr daher von innen und von außen in relativ kurzen Zeitabständen gereinigt werden. Dies ist besonders zeitaufwendig, wenn eine Vielzahl derartiger Rohre zu einem Rohrregister vereinigt und in einem Rohrbündelwärmetauscher eingebaut sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Er­ findung daher die Aufgabe zugrunde, ein Rohr der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, das bei einem Einsatz von feststofführenden Fluiden nicht nur ein Minimum an Reinigungsarbeiten notwendig macht, sondern das auch bei einer Beaufschlagung mit zähflüssigen Fluiden einen gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Rohren höheren und homogeneren Wärmeübergangskoeffizienten aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Rohrlängsschnitt die Erhebungen und die Ver­ tiefungen bzw. die Ausbeulungen und die Verengungen gleiche Krümmungsradien aufweisen, wobei jede Ausbeulung im wesentlichen dem punktsymmetrischen Abbild der be­ nachbarten Verengung in Bezug auf den auf der eine Aus­ beulung mit einer Verengung verbindenden Flanke der Wellung befindlichen Krümmungswendepunkt entspricht, daß das Verhältnis des größten Außendurchmessers des Rohres zu der durch die Differenz der radialen Abstände der Scheitel der Erhebungen und der Vertiefungen bezüglich der Rohrlängsachse gebildeten Prägetiefe kleiner als 10 ist und daß die Querschnittsfläche des Rohres im Bereich der Wellung im wesentlichen der Querschnittsfläche des Rohres im Bereich des druckseitigen Rohransatzes ent­ spricht oder gegenüber diesem reduziert ist.

Da im Rohrlängsschnitt die Krümmungsradien der Er­ hebungen bzw. Ausbeulungen und der Vertiefungen bzw. Verengungen gleich ausgestaltet sind, ist gewährleistet, daß die Verengungen zwar in das Rohrinnere hineinragen, jedoch bei einer normalen Druckbeaufschlagung nicht totzonenbildend sind. Die gleiche Formbeschaffenheit der Verengungen bezüglich der Ausbeulungen erlaubt, daß im Bereich des gesamten Längsschnittes einer Ausbeulung eine ausreichend hohe Strömungsenergie vorherrscht, so daß eine lokale Ablagerung von Feststoffen verhindert ist. Da zudem die Prägetiefe der Wellung von dem Rohr­ außendurchmesser abhängig ist, ist gewährleistet, daß in dem Fluidstrom durch die Verengungen eine ausreichende Wirbelbildung induziert wird, so daß ein rascher Stoff­ austausch zwischen den rohrwandungsnahen Fluidanteilen mit der Kernströmung stattfindet. Der Rohrquerschnitt im Bereich der Wellung ist gegenüber dem Rohrquerschnitt der Rohransätze reduziert, so daß die lokale Strömungs­ geschwindigkeit in dem Rohr erhöht ist. Erst bei einem bedeutenden Abfall der lokalen Transportgeschwindig­ keiten wäre dann mit einer Feststoffablagerung zu rechnen. Da höhere Beaufschlagungsdrucke in allen Rohrinnenbereichen jedoch gleichermaßen ihre Auswirkung zeigen, sind solche Ablagerungen ohne weiteres wieder erodierbar.

Vorzugsweise ist in einem Längsschnitt des Rohres die Wellung einem sinusförmigen Funktionsverlauf ent­ sprechend ausgestaltet. In Abhängigkeit von der Viskosi­ tät, von der Temperatur und von dem Druck mit dem ein Fluid in das Rohr eingepreßt wird, können die Ganghöhe und die Steigung der Wellung sowie die Prägetiefe der Vertiefungen unterschiedlich ausgestaltet sein. Rohre mit geringen Steigungswinkeln, beispielsweise mit Steigungswinkeln von 20 Grad, sind für niedrig viskose, feststoffarme oder gasförmige Fluide geeignet und bieten den Vorteil, bereits mit einer geringen Rohrlänge die gewünschte Wärme übertragen zu können. Für höher viskose Fluide oder für feststoffreiche Fluide sind Rohre mit Steigungswinkel zwischen 40 und 65 Grad geeignet.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wand­ stärke des Rohrmantels in einem Scheitelbereich, bei­ spielsweise einer Erhebung, geringfügig dicker als im jeweilig anderen Scheitelbereich, dann einer Vertiefung, ausgebildet. Zum einen wirkt sich dies günstig auf die Wärmeausdehnungseigenschaften des Rohres aus, da dieser Wandungsdickenunterschied im Rohr schraubenlinienförmig angeordnet ist, so daß das Rohr federartige Eigen­ schaften aufweist. Bei einer Wärmeausdehnung des Rohres sind die Rohrböden daher nur einer geringen Spannungs­ belastung ausgesetzt. Zum anderen wirkt sich die Rohr­ beschaffenheit positiv auf die Dämpfungseigenschaften bezüglich des Schwingungsverhaltens des Rohres aus. Ohne die Druckstabilität des Rohres zu beeinträchtigen, ist im Bereich der in ihrer Wandungsstärke dünneren Ver­ engungen eine höhere Wärmeübertragung zwischen dem in dem Rohr befindlichen und dem außerhalb des Rohres befindlichen Fluid erzielbar.

Vorteilhafterweise überschreitet der radiale Abstand des äußeren Scheitels der Erhebungen von der Rohrlängsachse nicht den radialen Abstand der zylindrisch ausgestalte­ ten Rohraußenseite des druckseitigen Rohransatzes.

Weiterhin weist das Rohr im Bereich der Wellung angeord­ nete zylindrische Abschnitte zum Abstützen von Umlenk­ blechen auf, deren Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Rohransatzes entspricht. Da die zylindrischen Ab­ schnitte dem größten Durchmesser des Rohres entsprechen, können diese im wesentlichen bündig in entsprechende, in den Umlenkblechen vorgesehene Aussparungen eingeschoben werden.

Ändert sich die Viskosität des in dem Rohr befindlichen Fluides beim Durchströmen des Rohres infolge der zu­ nehmenden Temperaturänderung, kann es zweckmäßig sein, die den Steigungswinkel der Wellung und/oder den Abstand zwischen den Erhebungen mit zunehmender Rohrlänge zu ändern.

Um den jeweiligen, an das Wärmetauschrohr gestellten Anforderungen zu genügen, ist das Wärmetauschrohr zweck­ mäßigerweise aus rost- und säurebeständigem Stahl oder Edelstahl oder aus Nickel-, Aluminium- oder Titanwerk­ stoffen herstellbar.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nach­ folgenden Beschreibung unter Bezug auf die Figuren. Es zeigen

Fig. 1 einen Rohrbündelwärmeübertrager im Querschnitt,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Wärmetausch­ rohres mit einer schraubenlinienförmig ange­ ordneten Wellung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Wärmetauschrohr der Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt durch das Wärmetauschrohr der Fig. 3 entlang der Linie IV-IV,

Fig. 5 ein weiteres, mit einer schraubenlinienförmigen Wellung versehenes Wärmetauschrohr im Längs­ schnitt,

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Wärmetauschrohr der Fig. 5 entlang der Linie VI-VI und

Fig. 7 einen Ausschnitt eines Wärmetauschrohres gemäß der Fig. 2 mit einem zylindrischen Abschnitt zum Abstützen eines Umlenkbleches.

Fig. 1 zeigt einen zylindrischen Rohrbündelwärmeüber­ trager 1, in dessen Mantelraum 2 ein aus einer Vielzahl von Wärmetauschrohren 3 bestehendes Rohrregister 4 angeordnet ist. Die einzelnen Wärmetauschrohre 3 sind an ihren jeweiligen Rohransätzen 5, 6 in runde Rohrböden 7, 8 eingewalzt. Der Durchmesser der Rohrböden 7, 8 ent­ spricht dem Innendurchmesser des Rohrbündelwärmeüber­ tragers 1. Die Rohransätze 5, 6 können auch auf andere Art und Weise, beispielsweise durch Einschweißen, mit den Rohrböden 7, 8 verbunden sein.

Der Rohrbündelwärmeübertrager 1 ist für einen Gegen­ strombetrieb ausgelegt. Im Betriebszustand werden die Wärmetauschrohre 3 von einem ersten Fluid durchströmt, das gemäß den Pfeilen durch einen Eintrittsstutzen 9 zunächst in eine Verteilerkammer 10 und von dieser dann in die Wärmetauschrohre 3 eingebracht wird. Der Rohr­ boden 7 ist mit der Innenseite des Mantels 11 abge­ dichtet verbunden, so daß das erste Fluid nicht in den Mantelraum 2 eindringen kann. Nach Durchströmen der Wärmetauschrohre 3 tritt das erste erwärmte bzw. ab­ gekühlte Fluid aus den Wärmetauschrohren 3 aus und in eine Sammelkammer 12 ein und ist über einen Austritts­ stutzen 13 aus dem Rohrbündelwärmeübertrager 1 abführ­ bar.

Zum Erzeugen des Gegenstromes bzw. der entsprechenden Querstromanteile, wird ein zweites Fluid über einen Eintrittsstutzen 14 dem Mantelraum 2 zugeführt. In dem Mantelraum 2 sind Umlenkbleche 15 angeordnet. Diese sind zur Erzeugung der Querstromanteile des zweiten Fluids beim Durchströmen des Mantelraumes 2 vorgesehen. Das zweite Fluid wird nach einem mäanderförmigen Durch­ strömen des Mantelraums 2 über einen Austrittsstutzen 16 abgezogen.

Der zu Fig. 1 beschriebene Rohrbündelwärmeübertrager 1 ist sowohl zum Abkühlen oder Erwärmen des ersten Fluids als auch zum Erwärmen oder Abkühlen des zweiten Fluids geeignet.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Aus­ schnitt eines aus Edelstahl gefertigten Wärmetausch­ rohres 3 der Fig. 1. In das Wärmetauschrohr 3 ist eine Erhebungen 17 und Vertiefungen 18 bildende schrauben­ linienförmig angeordnete Wellung 19 eingebracht. Die schraubenlinienförmige Wellung 19 ist zweigängig ausge­ bildet. Die durch Einbringen der Wellung 19 herausge­ bildeten Erhebungen 17 und Vertiefungen 18 weisen eine gleiche Krümmung auf. Der gerundete, allmähliche Über­ gang zwischen - von der Rohrinnenseite aus betrachtet - einer Ausbeulung 20 und einer entsprechenden Verengung 21 gewährleistet, daß sich im Bereich der Leeseite einer Verengung 21 keine Totzonen ausbilden. Aufgrund der in den Ausbeulungen 20 der Wellung 19 sich einstellenden Drallstömungen ist die Strömungsenergie in den rohr­ wandungsnahen Bereichen entsprechend hoch, wobei durch die Rotationsrichtung der sich einstellenden Wirbel und Drallströmungen ein Stoffaustausch zwischen den rand­ nahen, in den Auswölbungen 20 strömenden Fluidanteilen mit der mehr im axialen Bereich des Rohres 3 befind­ lichen Kernströmung stattfindet. Das durchströmende Fluid weist im Querschnitt daher eine im wesentlichen homogene Temperaturverteilung auf.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt des in Fig. 2 gezeigten Abschnitts des Wärmetauschrohrs 3. Die Erhebungen 17 und die Vertiefungen 18 sind einem gestreckten sinusförmigen Funktionsverlauf entsprechend ausgestaltet, wobei der sinusförmige Längsschnitt des in Fig. 3 gezeigten oberen Wandungsabschnittes um 90 Grad gegenüber dem unteren Wandungsabschnitt versetzt ist. Dabei ist die Form der Erhebungen 17 und der Vertiefungen 18 punktsymmetrisch bezüglich des auf einer eine Erhebung 17 mit einer Vertiefung 18 verbindenden Flanke 23 befindlichen Wende­ punktes W ausgestaltet. Der Flankenwinkel F der durch die Wellung 19 erzeugten Erhebungen 17 und Vertiefungen 18 beträgt etwa 115 Grad. Die Steigung (S) der zwei­ gängigen Wellung 19 beträgt etwa 40 Grad. Das Verhältnis des größten Außendurchmessers des Rohres im Bereich der Wellung 19 und der durch die Differenz der radialen Abstände der Scheitel der Erhebungen 17 und der Ver­ tiefungen 18 bezüglich der Rohrlängsachse gebildeten Prägetiefe P beträgt zwischen 5 und 6. Das Verhältnis der Ganghöhe G zum Außendurchmesser des Rohres 3 beträgt 0,9. Mit einer derartigen Konfiguration ist das Wärme­ tauschrohr 3 für einen Durchfluß von mäßig viskosen Flüssigkeiten geeignet.

Im Scheitelbereich 24 einer nach außen weisenden Er­ hebung 17 ist die Rohrwandung 25 geringfügig stärker als im Scheitelbereich 26 einer Vertiefungen 18 ausgebildet. Die sich aus der unterschiedlichen Wandungsdicke er­ gebenden Rohreigenschaften, wirken sich insbesondere günstig auf die Wärmeausdehnungseigenschaften des Wärme­ tauschrohres 3 aus, da dem Wärmetauschrohr 3 dadurch federartige Eigenschaften verliehen werden. Die Rohr­ böden 7, 8 sind deshalb bei einer Wärmeausdehnung nur relativ geringen Kräften ausgesetzt und können daher vergleichsweise dünn ausgebildet sein.

Vorwiegend im Bereich der Verengungen 21 werden die beiden randnahen Drallströmungen mit der Kernströmung intensiv vermischt. Da diese Vermischung im Bereich der dünneren Wandabschnitte stattfindet und da nicht nur die Luvseite sondern auch die Leeseite einer Verengung 21 wirksam umspült werden, ist die Wärmeübertragung in diesen Bereichen besonders intensiv.

In Fig. 4 ist das Wärmetauschrohr 3 der Fig. 3 in einem Querschnitt entlang der Linie IV-IV abgebildet. Erkenn­ bar ist der durch den schraubenlinienförmigen Verlauf der Verengungen 21 gebildete Rohrkern 26, sowie die durch die Erhebungen 17 dargestellte Spur 27 des Rohr­ umfanges. Der Durchmesser der Spur 27 des Rohrumfanges entspricht dem Außendurchmesser, den das Wärmetauschrohr 3 im Bereich seiner Rohransätze 5, 6 aufweist.

Auch in dem in Fig. 4 gezeigten Querschnitt des Rohres 3 wird deutlich, daß die Rohrinnenseite keine Kanten oder Vorsprünge aufweist, auf deren Leeseite sich beim Ein­ stellen von Drallströmungen Totzonen ausbilden könnten. Bei entsprechender Druckbeaufschlagung wird die Kern­ strömung nach außen an die wärmeübertragende Rohrwandung geführt und die randnahen Strömungsschichten werden in den Rohrkern gelenkt. Es findet somit ein intensiver Stoffaustausch innerhalb des in dem Wärmetauschrohr 3 befindlichen Fluids statt. Günstig wirkt sich hierbei auch aus, daß die Wellung 19 die Querschnittsfläche der Rohransätze 5, 6 des Wärmetauschrohrs 3 reduziert, so daß in dem gewellten Rohrabschnitt eine größere lokale Strömungsgeschwindigkeit vorherrscht als in dem dem Eintrittsstutzen 9 zugewandten druckseitigen Rohransatz 5.

Der verbesserte Wärmeübergangskoeffizient des Wärme­ tauschrohrs 3 führt dazu, daß verglichen mit bekannten Rohren aus dem Stand der Technik die gewünschte Wärme­ übertragung bereits nach einer sehr viel kürzeren Rohr­ strecke stattgefunden hat. Der mit Wärmetauschrohren 3 ausgestattete Rohrbündelwärmeübertrager 1 ist daher in seiner Längserstreckung wesentlich kleiner als ver­ gleichbare herkömmliche Rohrbündelwärmeübertrager be­ messen.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Wärmetauschrohr 28, dessen Wellung 29 eine Steigung von etwa 20 Grad aufweist. Die schraubenlinienförmig an­ geordnete Wellung 29 ist eingängig ausgebildet, wobei der sinusförmige Längsschnitt des in Fig. 5 gezeigten oberen Wandungsabschnittes phasengleich bezüglich des unteren Wandungsabschnittes angeordnet ist. Im übrigen weist das Wärmetauschrohr 28 die zu den Fig. 2 und 3 beschriebenen Merkmale auf.

Das Wärmetauschrohr 28 ist für einen Einsatz dünn­ flüssiger, vorzugsweise feststoffarmer Fluide geeignet. Aufgrund des geringen Steigungswinkels ist die Ver­ wirbelung des Fluids in der Nähe der wärmeübertragenden Rohrwandung wesentlich größer als beispielsweise in dem einen deutlich steileren Steigungswinkel aufweisenden Wärmetauschrohr 3, so daß eine entsprechende Wärmeüber­ gangsleistung mit dem Wärmetauschrohr 28 bereits bei einer wesentlich kürzeren Rohrlänge möglich ist. Ein Einsatz dieser, relativ kurzen Wärmetauschrohre 28 in Rohrbündelwärmeübertragern erlaubt somit eine Herstel­ lung von Rohrbündelwärmeübertragern, die sich durch eine extrem kurze Baulänge auszeichnen.

Der in Fig. 6 gezeigte Querschnitt des Wärmetauschrohres 28 entlang der Linie VI-VI der Fig. 5 zeigt, daß die Querschnittfläche des Wärmetauschrohres 28 kleiner als die Querschnittsfläche der beiden Rohransätze ist. Der durch die Spur 30 der Verengungen 31 sich abzeichnende Rohrkern 32 ist in jedem Querschnitt des Rohres 28 exzentrisch bezüglich des im wesentlichen kreisförmigen Rohrquerschnittes angeordnet. Der Außendurchmesser des Wärmetauschrohres 28 wird in Fig. 6 durch die Spur 33 der Erhebungen 34 nachgezeichnet. Durch die sich in Strömungsrichtung verlagernde Exzentrizität der Kern­ strömung bezüglich des jeweiligen Querschnittes in dem Wärmetauschrohr 28 stellen sich bereits bei geringen Drucken wirbelbildende Strömungsverhältnisse ein. Es herrscht somit ein ständiger Austausch der in den Aus­ beulungen 35 befindlichen Fluidanteile mit den im Rohr­ kern 32 befindlichen Fluidanteilen, so daß in dem das Wärmetauschrohr 28 durchströmenden Fluid im Querschnitt eine nahezu homogene Temperaturverteilung feststellbar ist.

Fig. 7 zeigt einen weiteren Ausschnitt des Wärme­ tauschrohrs 3 der Fig. 1 im Längsschnitt. Das Wärme­ tauschrohr 3 weist mehrere zylindrische Abschnitte 36 auf, von denen einer in Fig. 7 dargestellt ist, dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser der Rohransätze 5, 6 entspricht. Der zylindrische Abschnitt 36 ist zum Abstützen der Umlenkbleche 15 vorgesehen. Da der radiale Abstand der Erhebungen 17 von der Rohrlängsachse nicht den radialen Abstand der Außenfläche der zylindrischen Rohransätze 5, 6 überschreitet, ist das Wärmetauschrohr 3 bündig in eine entsprechende Aussparung in dem Um­ lenkblech 15 einsetzbar. Die in dem Umlenkblech 15 befindliche Aussparung zum Einsetzen eines Wärmetausch­ rohrs 3 ist durch den zylindrischen Abschnitt 36 im wesentlichen vollständig ausgefüllt, so daß für das im Mantelraum 2 befindliche Fluid keine Wegsamkeiten zwischen dem Umlenkblech 15 und dem zylindrischen Ab­ schnitt 36 vorhanden sind, durch die Anteile des in dem Mantelraum 2 befindlichen Fluids den durch die Umlenk­ bleche 15 vorgegebenen Weg abkürzend durchströmen könnten.

Bei der Wärmeausdehnung des Wärmetauschrohrs 3 werden auftretende Spannungen auch nicht auf das Umlenkblech 15 übertragen, da der zylindrische Abschnitt des Wärme­ tauschrohrs 3 in der im Umlenkblech 15 vorgesehenen Aussparung axial verschiebbar angeordnet ist.

Claims (12)

1. Rohr, insbesondere zur Verwendung als Wärmetausch­ rohr für Rohrbündelwärmeübertrager, mit einer schraubenlinienförmig angeordneten, auf der Außen­ seite des Rohres (3, 28) Erhebungen (17, 34) und Vertiefungen (18) und auf der Innenseite des Rohres Ausbeulungen (20, 35) und Verengungen (21, 31) bildenden Wellung (19, 29), wobei die Erhöhungen (17, 34) bzw. die Ausbeulungen (20, 35) und die Ver­ tiefungen (18) bzw. die Verengungen (21, 31) gerun­ det ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Rohrlängsschnitt die Erhebungen (17, 34) und die Vertiefungen (18) bzw. die Ausbeulungen (20, 35) und die Verengungen (21, 31) gleiche Krümmungs­ radien aufweisen, wobei jede Ausbeulung (20, 35) im wesentlichen dem punktsymmetrischen Abbild der be­ nachbarten Verengung (21, 31) in Bezug auf den auf der eine Ausbeulung (20, 35) mit einer Verengung (21, 31) verbindenden Flanke (23) der Wellung (19, 29) befindlichen Krümmungswendepunkt (W) entspricht, daß das Verhältnis des größten Außendurchmessers des Rohres (3, 28) zu der durch die Differenz der radialen Abstände der Scheitel der Erhebungen (17, 34) und der Vertiefungen (18) bezüglich der Rohr­ längsachse gebildeten Prägetiefe (P) kleiner als 10 ist und daß die Querschnittsfläche des Rohres (3, 28) im Bereich der Wellung (19, 29) im wesentlichen der Querschnittsfläche des Rohres (3, 28) im Bereich des druckseitigen Rohransatzes (5) entspricht oder gegenüber diesem reduziert ist.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Erhebung (17, 34) mit einer Vertiefung (18) verbindende Flanke (23) der Wellung (19, 29) entlang ihrer gesamten Erstreckung gekrümmt ist.

3. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Längsschnitt des Rohres (3, 28) die Erhebungen (17, 34) und die Vertiefungen (18) einem sinus­ förmigen Funktionsverlauf entsprechend ausgestaltet sind.

4. Rohr nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der radiale Abstand des Scheitels einer Erhebung (17, 34) von der Rohrlängsachse im wesentlichen dem radialen Abstand der zylindrischen Rohraußenseite der Rohransätze (5, 6) von der Rohr­ längsachse entspricht.

5. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verhältnis des größten Außen­ durchmessers des Rohres (3, 28) im Bereich der Wellung (19, 29) zu der durch die Differenz der radialen Abstände der Scheitel der Erhebungen (17, 34) und der Vertiefungen (18) bezüglich der Rohr­ längsachse gebildeten Prägetiefe (P) 4 bis 6 ist.

6. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel (S) der Wellung (19, 29) größer als 20 Grad ist.

7. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel (F) der durch die Wellung (19, 29) gebildeten Erhebungen (17, 34) und Vertiefungen (18) größer als 60 Grad, vorzugs­ weise größer als 80 Grad, ist.

8. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steigung (S) der Wel­ lung (19, 29) in Strömungsrichtung ändert.

9. Rohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steigung (S) der Wellung (19, 29) in Strömungsrichtung abschnittsweise ändert.

10. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Rohrmantels (25) in einem Scheitelbereich (24, 26) dicker als im jeweilig anderen Scheitelbereich (26, 24) ausge­ bildet ist.

11. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (3, 28) zylindrische Abschnitte (36) zum Abstützen von Umlenkblechen (15) aufweist, wobei der Außendurchmesser der zylindri­ schen Abschnitte (36) dem Außendurchmesser der Rohransätze (5, 6) entspricht.

12. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (3, 28) aus Edelstahl gefertigt ist.