EP3290849A1 - Wärmeübertrager und verfahren zur herstellung mindestens eines rohres eines wärmeübertragers - Google Patents

Wärmeübertrager und verfahren zur herstellung mindestens eines rohres eines wärmeübertragers Download PDF

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EP3290849A1
EP3290849A1 EP16001913.9A EP16001913A EP3290849A1 EP 3290849 A1 EP3290849 A1 EP 3290849A1 EP 16001913 A EP16001913 A EP 16001913A EP 3290849 A1 EP3290849 A1 EP 3290849A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
turbulator
heat exchanger
printing
longitudinal axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16001913.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Steinbauer
Christian Matten
Ole Müller-Thorwart
Elise Estiot
Stefan Gewald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to EP16001913.9A priority Critical patent/EP3290849A1/de
Publication of EP3290849A1 publication Critical patent/EP3290849A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger and a method for producing at least one tube of a heat exchanger.
  • Coiled heat exchangers have a pressure-bearing jacket, which surrounds a jacket space for receiving a first fluid and extends along a longitudinal axis, and a core tube extending in the jacket, which extends along the longitudinal axis, which, relative to a heat exchanger arranged as intended, preferably along the Vertical runs.
  • the heat exchanger furthermore has a tube bundle arranged in the jacket space, which tube has at least one tube and serves for receiving the second fluid, wherein this at least one tube is helically wound around the core tube.
  • Geradrohr Berntontrager also have a pressure-bearing jacket, which surrounds a jacket space for receiving a first fluid and extending along a longitudinal axis. They further have in the shell space a plurality of parallel guided along the longitudinal axis arranged tubes, which are arranged between the shell space the front end final tube sheets.
  • Coiled heat exchangers are currently used in various plants in the process industry, e.g. in LNG plants as natural gas liquefiers, in Rectisol plants as methanol coolers, in replacement systems of air separation plants or petrochemical plants as water bath evaporators and heat energy storage systems as molten salt heat exchangers.
  • Water bath evaporators are designed to evaporate a guided in the tube bundle liquefied gas, wherein the tube bundle is disposed in a water bath located in the shell space.
  • Flow turbulators are used in straight tube heat exchangers in the process industry to improve heat transfer. Such turbulators are typically formed as bands extending along a helical path within the tubes.
  • the heat transfer enhancement is primarily accomplished by creating a vortex flow of the tube side fluid which provides a higher velocity near the tube wall and improved fluid mixing. This results in an increase in the heat transfer coefficient and in a pressure drop.
  • Prior art flow turbulators are retracted into the respective tubes. This is only possible in a straight condition of the pipes. In wound heat exchangers, therefore, the tubes must be stretched before retracting the turbulators and then wound up on the core tube.
  • the cross section of the turbulators In order to allow it to be drawn into the pipes, the cross section of the turbulators must be slightly smaller than the internal cross section of the pipes. This prevents optimal geometry of the turbulators.
  • the turbulators may be damaged as they pass through the tubes, particularly turbulators made of reticulated material (e.g., hi-tran inserts).
  • the object arises to provide an improved in view of the disadvantages mentioned heat exchanger with turbulators, in particular a wound heat exchanger.
  • a first aspect of the invention relates to a heat exchanger for indirect heat transfer between a first and a second fluid, the heat exchanger having a jacket which surrounds a jacket space for receiving the first fluid and extending along a longitudinal axis, and wherein the heat exchanger further in the shell space arranged tube bundle having at least one tube for receiving the second fluid, wherein the at least one tube has an inner space enclosed by a wall, and wherein the at least one tube comprises a turbulator, which is arranged in at least a portion of the interior of the at least one tube, and wherein the tube with the turbulator disposed therein is formed by 3D printing, wherein the turbulator is integrally formed by the 3D printing with the wall of the at least one tube.
  • Such a turbulator is configured to fluidize a flow carried in the at least one tube.
  • the turbulator according to the invention is made in one piece, ie integrally, with the wall of the at least one tube.
  • the at least one tube thus has a defined internal structure, which is in constant contact with the inner tube wall.
  • the heat exchanger according to the invention has the advantage of a simplified manufacturing process.
  • 3D printing can be used to produce tubes with integrated turbulators. These are then wound in a further step, for example, around a core tube in order to obtain a wound heat exchanger.
  • the inclusion of the turbulators in the tubes, and thus the stretching of the tubes can be omitted.
  • the 3D-printed turbulators according to the invention have an increased mechanical stability and an increased service life. In particular, mechanical damage to the turbulators when they are pulled or wrapped by the turbulators integral with the tubes is avoided.
  • the turbulators according to the invention can be formed in any shape and arrangement and arranged in the tubes, which allows optimization of the flow guidance, heat transfer and pressure drop.
  • the turbulators according to the invention can also be formed of the same material as the tubes.
  • the at least one tube with the turbulator can be produced in particular by known 3D printing methods, such as e.g. Selective Laser Sintering (SLS), Electron Beam Melting / Electron Beam Additive Manufacturing (EBM / EBAM), Fused Filament Fabrication (FFF), Melt Stratification (eg Fused Deposition Modeling, FDM), Stereolithography (STL, SLA), Digital Light Processing (DLP) ), Multi Jet Modeling (MJM), Polyjet, Film Transfer Imaging (FTI), laser cladding, or Laminated Object Modeling (LOM).
  • SLS Selective Laser Sintering
  • EBM / EBAM Electron Beam Melting / Electron Beam Additive Manufacturing
  • FFF Fused Filament Fabrication
  • FDM Melt Stratification
  • FDM Melt Stratification
  • STL Stereolithography
  • SLA Stereolithography
  • DLP Digital Light Processing
  • MJM Multi Jet Modeling
  • Polyjet Film Transfer Imaging
  • FI Laser
  • the heat exchanger according to the invention can have both turbulators 3D-printed tubes and conventional tubes (without turbulator or with conventional turbulators). It is also conceivable that only certain pipe sections with the pipe have 3D-printed turbulators within the pipes. Other pipe sections may in particular be designed with a smooth inner wall and / or conventional turbulators (which are not printed together with the pipe 3D).
  • the turbulator is formed as a band extending along a helical path having first and second edges extending along the helical path, the two edges helically revolving the path, and the two edges being respectively connected to the wall of the at least one a pipe are integrally connected by the 3D printing, so that the interior is divided into two separate subspaces.
  • the turbulator extends only over a portion of the at least one tube along a tube longitudinal axis in the interior of the at least one tube.
  • the turbulator extends over the entire length of the at least one tube along a tube longitudinal axis in the interior of the at least one tube.
  • the at least one tube is formed integrally with the turbulator by 3D printing, in particular laser sintering, of a metal, in particular aluminum.
  • the at least one tube with the turbulator disposed therein by the 3D printing as a one-piece unit layers of a powdered material, in particular comprising a metal, in particular aluminum, printed, so that the turbulator cohesively with the wall of the at least one Pipe is formed, wherein successively several layers of the material are applied one above the other, each layer is heated before the application of the next following layer by means of a laser beam at a printing position corresponding to a cross-sectional area of the unit to be produced, and is thereby fixed to the underlying layer, in particular merged with this.
  • a powdered material in particular comprising a metal, in particular aluminum
  • Such heat exchangers are referred to as Geradrohr Anlagenübertrager.
  • the heat exchanger has a core tube arranged in the jacket space, which extends along the longitudinal axis, wherein the at least one tube is helically wound around the core tube.
  • the core tube carries the load of the tube bundle.
  • Such heat exchangers are referred to as wound heat exchangers.
  • the turbulator has at least one through-hole and / or at least one projection, in particular along the pipe cross-section of the pipe, wherein the at least one through-hole and / or the at least one projection are formed together with the turbulator by the 3D printing or is.
  • the at least one projection is formed cohesively with the turbulator.
  • the at least one through-hole connects the first and second sub-spaces of the tube interior, which is formed by the turbulator.
  • the turbulator has a plurality of through holes and / or a plurality of projections. These may be distributed uniformly over the surface of the turbulator, or be arranged at certain particularly favorable for generating a turbulence positions.
  • a second aspect of the invention relates to a method for producing at least one tube of a heat exchanger, in particular according to the first aspect of the invention, wherein the at least one tube is formed together with the turbulator therein by 3D printing and thereby by the 3D printing of the turbulator cohesively connected to a wall of the at least one tube.
  • the turbulator is formed cohesively with the wall of the at least one tube.
  • the at least one tube is formed together with the turbulator arranged therein by 3D printing, in particular laser sintering, of a metal, in particular aluminum.
  • the at least one tube, together with the turbulator disposed therein, is printed as a one-piece unit in layers of a powdered material, in particular comprising a metal, in particular aluminum, wherein successively several layers of the material be applied over each other, each layer is heated prior to the application of the next following layer by means of a laser beam at a printing position corresponding to a cross-sectional area of the unit to be produced, and is thereby fixed to the underlying layer, in particular merged with this.
  • a powdered material in particular comprising a metal, in particular aluminum
  • the application of the layers may e.g. take place in a cross-sectional plane of the tube with turbulator, wherein successively cross-sectional layers of the tube are printed with turbulator.
  • the layers may also be applied in another direction, in particular perpendicular to the cross-sectional plane, wherein the layers of at least one section of the tube are formed in the longitudinal direction of the tube.
  • a suitable 3D printing device has at least one laser source for generating a laser beam, a material supply for providing the material and a transport device, wherein the transport device is adapted to the workpiece, so the partially finished tube with the turbulator, against the laser source and the To move material supply and / or to move the laser source and the material supply to the workpiece.
  • FIG. 1 shows in connection with FIG. 2 a heat exchanger 1 according to the invention, which is characterized in that it comprises a tube bundle 2 with at least one tube 20 (see, in particular Fig. 2 ), which runs along a longitudinal axis L of the heat exchanger 1 and thereby helically wound around or on a core tube 21 of the heat exchanger 1, so that it along an imaginary Helical orbit B runs in the FIG. 1 is indicated.
  • the at least one tube 20 is a cohesively connected to a wall W of the tube turbulator 200 is arranged (see. FIG. 2 ), wherein the turbulator 200 is helically wound along a tube longitudinal axis I R.
  • the heat exchanger 1 according to the invention FIGS. 1 and 2 said core tube 21 on which the tubes 20 of the tube bundle 2 are wound so that the core tube 21 carries the load of the tubes 20.
  • the invention is also generally applicable to wound heat exchanger without core tube, in which the tubes 20 are helically wound around the longitudinal axis L.
  • the heat exchanger 1 is designed for indirect heat transfer between a first and a second fluid and has a jacket 10 which surrounds a jacket space M for receiving the first fluid, for example via an inlet port 101 on the shell 10 in the shell space M introduced and, for example via a corresponding outlet port 102 on the jacket 10 again from the shell space M is removable.
  • the jacket 10 extends along the said longitudinal axis L, which preferably extends along the vertical with respect to a heat exchanger 1 arranged as intended.
  • the tube bundle 2 is further arranged with a plurality of tubes 20 for receiving the second fluid.
  • These tubes 20 are preferably helically wound in several layers 22 on the core tube 21, wherein the core tube 21 also extends along the longitudinal axis L and is arranged concentrically in the shell space M.
  • Several tubes 20 of the tube bundle 2 can each form a tube group (in the FIG.
  • the jacket 10 and the core tube 21 can furthermore be of cylindrical design, at least in sections, so that the longitudinal axis L forms a cylinder axis of the jacket 10 and of the concentric core tube 21 extending therein.
  • a shirt 3 can further be arranged, which the tube bundle. 2 or the at least one tube 200 encloses, so that between the tube bundle 2 and that shirt 3, a gap surrounding the tube bundle 2 or tube 200 is formed.
  • the shirt 3 serves, if necessary, to suppress a bypass flow of the first fluid guided in the jacket space M, with which the tube bundle 2 / tube 200 is acted upon, as far as possible to suppress the tube bundle 2 / tube 200.
  • the first fluid is thus preferably guided in the jacket space M in the region of the jacket space M surrounded by the shirt 3.
  • the individual pipe layers 22 (in particular in the case of horizontal support of the tube bundle 2) can be supported on spacer elements 6 extending along the longitudinal axis L and on the core tube 21 in each case, wherein a plurality of spacer elements 6 can be arranged one above the other in the radial direction R of the tube bundle 2.
  • FIG. 2 shows an approximately half-finished tube 20 of a heat exchanger 1 according to the invention during the 3D-pressure of the tube 20 together with the turbulator 200.
  • the tube 20 has a turbulator 200, which integrally executed by 3D printing of the tube 20 together with the turbulator 200 is, wherein the turbulator 200 is materially connected to the wall W of the tube 20.
  • FIG. 2 a laser source 30 for generating a laser beam 31 and a fabric feeder 40 for feeding a material 41.
  • the laser source 30 and the fabric feeder 40 are aligned with the partially finished pipe 20 so that the material 41 at a printing position 203 on the partially completed Tube 20 can be applied, wherein the laser beam 31 is directed to the respective printing position 203, so that the material 41 is melted by means of the laser beam 31 and the material 41 is applied to the tube 20 and connected to this materially.
  • the structure of the tube may be layered 20 and the turbulator 200, so that the finished tube 20 is completely printed with the turbulator 200.
  • the tube 20 is printed in layers along with the turbulator 200, with the printed layers along the Pipe longitudinal axis I R run.
  • the printed layers run along the tube cross-section.
  • the tube 20 can also be printed onto a core tube 21 or a support structure in such a way that it simultaneously receives its helical course around the core tube 21 as a result of the 3D printing. The tube 20 then no longer has to be bent or wound.
  • the present invention is not limited to the 3D printing technique described above, but any suitable 3D printing techniques for printing the pipe 20 with the turbulator 200 may be used.
  • the turbulator 200 may be embodied in the form of an elongated belt that is helically twisted. That is, the band 200 extends according to FIG. 2 along a pipe longitudinal axis I R , wherein mutually opposite edges 201,202 of the belt 200 respectively helically rotate around this pipe longitudinal axis I R. If the tube 20 is completed, the two edges 201, 202 are firmly bonded to the inside of the wall W of the tube 20 and subdivide the interior of the tube 20 into a corresponding first and a second subspace T, T '.
  • the turbulator 200 also has a through-hole 204 which connects the first and second sub-chambers T, T 'and thus allows the liquid flowing through the tube 20 to flow from the first sub-chamber T into the second sub-chamber T' and vice versa. This leads to a Strömungsverwirbelung, a better mixing and therefore to improved heat transfer.
  • the turbulator 200 may include a plurality of through holes 204 that are evenly or nonuniformly distributed across the surface of the turbulator 200.
  • Turbulator 200 shown further comprises a projection 205, which is in particular in the cross-sectional plane of the tube 20 extends.
  • the projection 205 has a quadrangular cross-sectional area which extends in the tube cross-sectional plane. But there are also other forms conceivable.
  • the Projection 205 results in a flow swirl and a better mixing of the liquid flowing through the tube 20 and therefore to an improved heat transfer.
  • the turbulator 200 may include a plurality of protrusions 205 that are evenly or non-uniformly distributed across the surface of the turbulator 200.
  • the tube longitudinal axis I R (initially or before winding) has a helical course after the tube 20 has been wound onto the core tube 21, the two now Edges 201, 202 in turn run helically around this path B (see. FIG. 1 ).

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1) zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid, mit einem Mantel (10), der einen Mantelraum (M) zur Aufnahme des ersten Fluids umgibt und sich entlang einer Längsachse (L) erstreckt, und einem im Mantelraum (M) angeordneten Rohrbündel (2) mit mindestens einem Rohr (20) zur Aufnahme des zweiten Fluids, wobei das mindestens eine Rohr (20) einen von einer Wandung (W) umschlossenen Innenraum (I) aufweist, und wobei das mindestens eine Rohr (20) einen Turbulator (200) aufweist, der in zumindest einem Abschnitt des Innenraums (I) des mindestens einen Rohres (20) angeordnet ist, und wobei das Rohr (20) mit dem darin angeordneten Turbulator (200) durch 3D-Drucken gebildet ist, wobei der Turbulator (200) durch das 3D-Drucken stoffschlüssig mit der Wandung (W) des mindestens einen Rohres (20) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Rohres (20) eines Wärmeübertragers (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager sowie ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Rohres eines Wärmeübertragers.
  • Gewickelte Wärmeübertrager weisen einen drucktragenden Mantel auf, der einen Mantelraum zur Aufnahme eines ersten Fluids umgibt und sich entlang einer Längsachse erstreckt, sowie ein im Mantel verlaufendes Kernrohr, das sich entlang der Längsachse erstreckt, die - bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Wärmeübertrager - vorzugsweise entlang der Vertikalen verläuft. Der Wärmeübertrager weist weiterhin ein im Mantelraum angeordnetes Rohrbündel auf, das zumindest ein Rohr aufweist und zur Aufnahme des zweiten Fluids dient, wobei dieses mindestens eine Rohr helikal um das Kernrohr gewickelt ist.
  • Geradrohrwärmeübertrager weisen ebenfalls einen drucktragenden Mantel auf, der einen Mantelraum zur Aufnahme eines ersten Fluids umgibt und sich entlang einer Längsachse erstreckt. Sie weisen weiterhin in dem Mantelraum eine Mehrzahl von parallel geführten entlang der Längsachse angeordneten Rohren auf, die zwischen zwei den Mantelraum stirnseitig abschließenden Rohrböden angeordnet sind.
  • Gewickelte Wärmeübertrager werden gegenwärtig in verschiedenen Anlagen in der Prozessindustrie verwendet, z.B. in LNG-Anlagen als Erdgasverflüssiger, in Rectisol-Anlagen als Methanolkühler, in Ersatzsystemen von Luftzerlegungsanlagen oder petrochemischen Anlagen als Wasserbadverdampfer und Wärmeenergiespeichersystemen als Salzschmelze-Wärmeübertrager. Wasserbadverdampfer sind dazu ausgebildet, ein im Rohrbündel geführtes verflüssigtes Gas zu verdampfen, wobei das Rohrbündel in einem im Mantelraum befindlichen Wasserbad angeordnet ist.
  • Bisher werden bei gewickelten Wärmeübertragern glatte Rohre als helikal gewundene Wärmeübertragungsflächen verwendet.
  • Strömungsturbulatoren werden in Geradrohrwärmeübertragern in der Prozessindustrie zur Verbesserung der Wärmeübertragung eingesetzt. Solche Turbulatoren sind üblicherweise als entlang einer helixförmigen Bahn innerhalb der Rohre erstreckte Bänder ausgebildet. Die Verbesserung der Wärmeübertragung erfolgt hauptsächlich durch Erzeugung eines Wirbelflusses der rohrseitigen Flüssigkeit, der eine höhere Geschwindigkeit in der Nähe der Rohrwandung und eine verbesserte Durchmischung der Flüssigkeiten bewirkt. Dies resultiert in einer Erhöhung des Wärmeübertragungskoeffizienten und in einem Druckabfall.
  • Strömungsturbulatoren nach dem Stand der Technik werden in die entsprechenden Rohre eingezogen. Dies ist nur in geradem Zustand der Rohre möglich. Bei gewickelten Wärmetauschern müssen daher die Rohre vor dem Einziehen der Turbulatoren gestreckt werden und anschließend auf dem Kernrohr aufgewickelt werden.
  • Um ein Einziehen in die Rohre zu ermöglichen, muss der Querschnitt der Turbulatoren etwas kleiner sein als der Innenquerschnitt der Rohre. Dies verhindert eine optimale Geometrie der Turbulatoren.
  • Zudem können die Turbulatoren beim Durchziehen durch die Rohre beschädigt werden, insbesondere bei Turbulatoren aus einem netzartigen Material (z.B. hi-tran inserts).
  • Durch ein Aufwickeln der Rohre mit eingesetzten Turbulatoren kann es außerdem zu mechanischen Spannungen zwischen Turbulator und Rohrinnenwand kommen. Da die Turbulatoren üblicherweise nicht innerhalb des Rohres fixiert sind (z.B. durch Schweißen oder Löten), können sie sich im Rohr bewegen und sich ausdehnen bzw. zusammenziehen. Aufgrund dieser mechanischen Belastung können die Rohre beschädigt werden, was im schlimmsten Fall zu einem Reißen der Rohre und Austreten der im Rohr geführten Flüssigkeit führen kann.
  • Infolgedessen ergibt sich die Aufgabe, einen im Hinblick auf die genannten Nachteile verbesserten Wärmeübertrager mit Turbulatoren, insbesondere einen gewickelten Wärmeübertrager, zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch das Herstellungsverfahren nach dem unabhängigen Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Wärmeübertragers sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben; vorteilhafte Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens sind in den Unteransprüchen 9 bis 11 angegeben. Die Ausführungsformen werden im Folgenden beschrieben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid, wobei der Wärmeübertrager einen Mantel aufweist, der einen Mantelraum zur Aufnahme des ersten Fluids umgibt und sich entlang einer Längsachse erstreckt, und wobei der Wärmeübertrager weiterhin ein im Mantelraum angeordnetes Rohrbündel mit mindestens einem Rohr zur Aufnahme des zweiten Fluids aufweist, wobei das mindestens eine Rohr einen von einer Wandung umschlossenen Innenraum aufweist, und wobei das mindestens eine Rohr einen Turbulator aufweist, der in zumindest einem Abschnitt des Innenraums des mindestens einen Rohres angeordnet ist, und wobei das Rohr mit dem darin angeordneten Turbulator durch 3D-Drucken gebildet ist, wobei der Turbulator durch das 3D-Drucken stoffschlüssig mit der Wandung des mindestens einen Rohres ausgebildet ist.
  • Ein derartiger Turbulator ist dazu konfiguriert, eine in dem mindestens einen Rohr geführte Strömung zu verwirbeln.
  • Der erfindungsgemäße Turbulator ist einstückig, also integral, mit der Wandung des mindestens einen Rohres ausgeführt. Das mindestens eine Rohr weist also eine definierte interne Struktur auf, die sich in ständigem Kontakt mit der inneren Rohrwandung befindet.
  • Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager hat den Vorteil eines vereinfachten Herstellungsprozesses. So können in einem einzigen Herstellungsschritt durch 3D-Drucken Rohre mit integrierten Turbulatoren hergestellt werden. Diese werden dann in einem weiteren Schritt z.B. um ein Kernrohr gewickelt, um einen gewickelten Wärmeübertrager zu erhalten. Das Einziehen der Turbulatoren in die Rohre, und somit auch das Strecken der Rohre, kann entfallen.
  • Die erfindungsgemäßen mit den Rohren 3D-gedruckten Turbulatoren weisen eine erhöhte mechanische Stabilität und eine erhöhte Lebensdauer auf. Insbesondere wird eine mechanische Beschädigung der Turbulatoren beim Einziehen oder Wickeln durch die integral mit den Rohren ausgeführten Turbulatoren vermieden.
  • Zudem können die erfindungsgemäßen Turbulatoren in jeder beliebigen Form und Anordnung gebildet und in den Rohren angeordnet werden, was eine Optimierung der Strömungsführung, Wärmeübertragung und des Druckabfalls erlaubt.
  • Die erfindungsgemäßen Turbulatoren können außerdem aus demselben Material wie die Rohre ausgebildet werden.
  • Das mindestens eine Rohr mit dem Turbulator kann dabei insbesondere durch bekannte 3D-Druckverfahren wie z.B. Selective Laser Sintering (SLS), Electron Beam Melting/ Electron Beam Additive Manufacturing (EBM/EBAM), Fused Filament Fabrication (FFF), Schmelzschichtung (z.B. Fused Deposition Modeling, FDM), Stereolithographie (STL, SLA), Digital Light Processing (DLP), Multi Jet Modeling (MJM), Polyjet-Verfahren, Film Transfer Imaging (FTI), Laserauftragsschweißen oder Laminated Object Modeling (LOM) gedruckt werden.
  • Insbesondere kann der erfindungsgemäße Wärmeübertrager sowohl mit Turbulatoren 3D-gedruckte Rohre als auch konventionelle Rohre (ohne Turbulator oder mit herkömmlichen Turbulatoren) aufweisen. Es ist auch denkbar, dass innerhalb der Rohre nur bestimmte Rohrabschnitte mit dem Rohr 3D-gedruckte Turbulatoren aufweisen. Andere Rohrabschnitte können insbesondere mit glatter Innenwandung ausgeführt sein und/ oder konventionelle Turbulatoren (welche nicht zusammen mit dem Rohr 3D-gedruckt sind) aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Turbulator als ein entlang einer helixförmigen Bahn erstrecktes Band ausgebildet, das eine erste und eine zweite entlang der helixförmigen Bahn erstreckte Kante aufweist, wobei die beiden Kanten die Bahn helixförmig umlaufen, und wobei die beiden Kanten jeweils mit der Wandung des mindestens einen Rohres durch das 3D-Drucken stoffschlüssig verbunden sind, so dass der Innenraum in zwei separate Teilräume unterteilt ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der Turbulator nur über einen Abschnitt des mindestens einen Rohres entlang einer Rohrlängsachse im Innenraum des mindestens einen Rohres.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der Turbulator über die gesamte Länge des mindestens einen Rohres entlang einer Rohrlängsachse im Innenraum des mindestens einen Rohres.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine Rohr durch 3D-Drucken, insbesondere Lasersintern, aus einem Metall, insbesondere Aluminium, einstückig mit dem Turbulator ausgebildet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine Rohr mit dem darin angeordneten Turbulator durch das 3D-Drucken als eine einstückige Einheit schichtweise aus einem pulverförmigem Werkstoff, insbesondere aufweisend ein Metall, insbesondere Aluminium, gedruckt, so dass der Turbulator stoffschlüssig mit der Wandung des mindestens einen Rohres ausgebildet ist, wobei nacheinander mehrere Schichten des Werkstoffs übereinander aufgebracht sind, wobei jede Schicht vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Schicht mittels eines Laserstrahls an einer Druckposition, der einem Querschnittsbereich der herzustellenden Einheit entspricht, erhitzt ist und dabei an der darunterliegenden Schicht fixiert ist, insbesondere mit dieser verschmolzen ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Wärmeübertrager in dem Mantelraum eine Mehrzahl von parallel geführten entlang der Längsachse angeordneten Rohren auf, die zwischen zwei den Mantelraum stirnseitig abschließenden Rohrböden angeordnet sind. Solche Wärmeübertrager werden als Geradrohrwärmeübertrager bezeichnet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Wärmeübertrager ein im Mantelraum angeordnetes Kernrohr auf, das sich entlang der Längsachse erstreckt, wobei das mindestens eine Rohr helikal um das Kernrohr gewickelt ist. Dabei trägt das Kernrohr die Last des Rohrbündels. Derartige Wärmeübertrager werden als gewickelte Wärmeübertrager bezeichnet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Turbulator mindestens ein Durchgangsloch und/ oder mindestens einen, insbesondere entlang des Rohrquerschnitts des Rohres erstreckten, Vorsprung auf, wobei das mindestens eine Durchgangsloch und/ oder der mindestens eine Vorsprung zusammen mit dem Turbulator durch das 3D-Drucken gebildet sind bzw. ist. Der mindestens eine Vorsprung ist dabei stoffschlüssig mit dem Turbulator ausgebildet.
  • Dies hat den Vorteil, dass die durch das Rohr strömende Flüssigkeit mittels des mindestens einen Durchgangslochs und/ oder des mindestens einen Vorsprungs verwirbelt wird, wodurch eine verbesserte Wärmeübertragung erzielt wird.
  • Insbesondere für den Fall, dass der Turbulator als helixförmig gewundenes Band ausgeführt ist, verbindet das mindestens eine Durchgangsloch den ersten und zweiten Teilraum des Rohrinnenraums, welcher durch den Turbulator gebildet wird.
  • Insbesondere weist der Turbulator mehrere Durchgangslöcher und/ oder mehrere Vorsprünge auf. Diese können gleichmäßig über die Fläche des Turbulators verteilt sein, oder an bestimmten zur Erzeugung einer Verwirbelung besonders günstigen Positionen angeordnet sein.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Rohres eines Wärmeübertragers, insbesondere nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das mindestens eine Rohr zusammen mit dem darin angeordneten Turbulator durch 3D-Drucken gebildet wird und dabei durch das 3D-Drucken der Turbulator stoffschlüssig mit einer Wandung des mindestens einen Rohres verbunden wird. Dabei wird der Turbulator stoffschlüssig mit der Wandung des mindestens einen Rohrs ausgebildet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das mindestens eine Rohr zusammen mit dem darin angeordneten Turbulator durch 3D-Drucken, insbesondere Lasersintern, aus einem Metall, insbesondere Aluminium, gebildet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das mindestens eine Rohr zusammen mit dem darin angeordneten Turbulator als eine einstückige Einheit schichtweise aus einem pulverförmigem Werkstoff, insbesondere aufweisend ein Metall, insbesondere Aluminium, gedruckt, wobei nacheinander mehrere Schichten des Werkstoffs übereinander aufgebracht werden, wobei jede Schicht vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Schicht mittels eines Laserstrahls an einer Druckposition, die einem Querschnittsbereich der herzustellenden Einheit entspricht, erhitzt wird und dabei an der darunterliegenden Schicht fixiert wird, insbesondere mit dieser verschmolzen wird.
  • Das Aufbringen der Schichten kann z.B. in einer Querschnittsebene des Rohres mit Turbulator erfolgen, wobei nacheinander Querschnittsschichten des Rohres mit Turbulator gedruckt werden. Alternativ kann das Aufbringen der Schichten auch in einer anderen Richtung, insbesondere senkrecht zur Querschnittsebene erfolgen, wobei die Schichten zumindest eines Abschnitt des Rohres in Längserstreckungsrichtung des Rohres gebildet werden.
  • Eine geeignete 3D-Druckvorrichtung weist zumindest eine Laserquelle zur Erzeugung eines Laserstrahls, eine Stoffzuführung zur Bereitstellung des Werkstoffs und eine Transportvorrichtung auf, wobei die Transportvorrichtung dazu ausgebildet ist, das Werkstück, also das teilweise fertig gestellte Rohr mit dem Turbulator, gegen die Laserquelle und die Stoffzuführung zu bewegen und/ oder die Laserquelle und die Stoffzuführung gegen das Werkstück zu bewegen.
  • Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, die spezielle Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert.
  • Es zeigen
    • Fig. 1
    einen gewickelten Wärmeübertrager,
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht eines 3D-dedruckten Rohres mit einem stoffschlüssig mit dem Rohr verbunden Turbulator.
  • Figur 1 zeigt im Zusammenhang mit Figur 2 einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1, der sich dadurch auszeichnet, dass er ein Rohrbündel 2 mit zumindest einem Rohr 20 aufweist (vgl. insbesondere Fig. 2), das entlang einer Längsachse L des Wärmeübertragers 1 verläuft und dabei helikal um oder auf ein Kernrohr 21 des Wärmeübertragers 1 gewickelt ist, so dass es entlang einer gedachten helikalen Bahn B verläuft, die in der Figur 1 angedeutet ist. In dem mindestens einen Rohr 20 ist ein stoffschlüssig mit einer Wandung W des Rohres verbundener Turbulator 200 angeordnet (vgl. Figur 2), wobei der Turbulator 200 entlang einer Rohrlängsachse IR helixförmig verwunden ausgebildet ist.
  • Im Einzelnen weist der erfindungsgemäße Wärmeübertrager 1 gemäß Figuren 1 und 2 das besagte Kernrohr 21 auf, auf das die Rohre 20 des Rohrbündels 2 aufgewickelt sind, so dass das Kernrohr 21 die Last der Rohre 20 trägt. Die Erfindung ist jedoch auch grundsätzlich auf gewickelte Wärmeübertrager ohne Kernrohr anwendbar, bei denen die Rohre 20 um die Längsachse L helikal gewickelt sind. Der Wärmeübertrager 1 ist zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid ausgebildet und weist einen Mantel 10 auf, der einen Mantelraum M zur Aufnahme des ersten Fluids umgibt, das z.B. über einen Einlassstutzen 101 am Mantel 10 in den Mantelraum M einleitbar und z.B. über einen entsprechenden Auslassstutzen 102 am Mantel 10 wieder aus dem Mantelraum M abziehbar ist.
  • Der Mantel 10 erstreckt sich entlang der besagten Längsachse L, die bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Wärmeübertrager 1 vorzugsweise entlang der Vertikalen verläuft. Im Mantelraum M ist weiterhin das Rohrbündel 2 mit einer Mehrzahl an Rohren 20 zur Aufnahme des zweiten Fluids angeordnet. Diese Rohre 20 sind vorzugsweise in mehreren Lagen 22 helikal auf das Kernrohr 21 gewickelt, wobei sich das Kernrohr 21 ebenfalls entlang der Längsachse L erstreckt und konzentrisch im Mantelraum M angeordnet ist. Mehrere Rohre 20 des Rohrbündels 2 können jeweils eine Rohrgruppe bilden (in der Figur 1 sind drei solche Rohrgruppen gezeigt), wobei die Rohre einer Rohrgruppe in einem zugeordneten Rohrboden 104 zusammengefasst sein können, wobei das zweite Fluid über Einlassstutzen 103 am Mantel 10 in die Rohre 20 der jeweiligen Rohrgruppe eingeleitet und über Auslassstutzen 105 aus den Rohren 20 der entsprechenden Rohrgruppe abgezogen werden kann. Somit kann zwischen den beiden Fluiden indirekt Wärme übertragen werden.
  • Der Mantel 10 sowie das Kernrohr 21 können weiterhin zumindest abschnittsweise zylinderförmig ausgeführt sein, so dass die Längsachse L eine Zylinderachse des Mantels 10 und des konzentrisch darin verlaufenden Kernrohres 21 bildet. Im Mantelraum M kann des Weiteren ein Hemd 3 angeordnet sein, das das Rohrbündel 2 bzw. das mindestens eine Rohr 200 umschließt, so dass zwischen dem Rohrbündel 2 und jenem Hemd 3 ein das Rohrbündel 2 bzw. Rohr 200 umgebender Zwischenraum ausgebildet ist. Das Hemd 3 dient dazu, ggf. eine Bypassströmung des im Mantelraum M geführten ersten Fluids, mit dem das Rohrbündel 2/Rohr 200 beaufschlagt wird, am Rohrbündel 2/Rohr 200 vorbei möglichst zu unterdrücken. Das erste Fluid wird also im Mantelraum M vorzugsweise in dem vom Hemd 3 umgebenen Bereich des Mantelraumes M geführt. Weiterhin können sich die einzelnen Rohrlagen 22 (insbesondere bei horizontaler Lagerung des Rohrbündels 2) über entlang der Längsachse L erstreckte Abstandselemente 6 aneinander bzw. am Kernrohr 21 abstützen, wobei jeweils mehrere Abstandselemente 6 in radialer Richtung R des Rohrbündels 2 übereinander angeordnet sein können.
  • Die Figur 2 zeigt ein etwa zur Hälfte fertiggestelltes Rohr 20 eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 1 während des 3D-Drucks des Rohres 20 gemeinsam mit dem Turbulator 200. Das Rohr 20 weist einen Turbulator 200 auf, der durch 3D-Drucken des Rohres 20 zusammen mit dem Turbulator 200 einstückig ausgeführt ist, wobei der Turbulator 200 mit der Wandung W des Rohres 20 stoffschlüssig verbunden ist.
  • Weiterhin zeigt die Figur 2 eine Laserquelle 30 zur Erzeugung eines Laserstrahls 31 und eine Stoffzuführung 40 zur Zuführung eines Werkstoffs 41. Die Laserquelle 30 und die Stoffzuführung 40 sind derart zu dem teilweise fertiggestellten Rohr 20 ausgerichtet bzw. ausrichtbar, dass der Werkstoff 41 an einer Druckposition 203 auf das teilweise fertiggestellte Rohr 20 aufgebracht werden kann, wobei der Laserstrahl 31 auf die jeweilige Druckposition 203 gerichtet ist, so dass der Werkstoff 41 mittels des Laserstrahls 31 geschmolzen wird und der Werkstoff 41 auf das Rohr 20 aufgebracht bzw. mit diesem stoffschlüssig verbunden wird. Durch relative Bewegung des teilweise fertig gestellten Rohres 20 bezüglich der Laserquelle 30 und der Stoffzuführung 40 (es können z.B. die Stoffzuführung 40 und die Laserquelle 30 bzw. der Laserstrahl 31 bewegt werden, wobei das Werkstück bzw. Rohr ruht) kann schichtweise die Struktur des Rohres 20 und des Turbulators 200 erweitert werden, so dass das fertige Rohr 20 mit dem Turbulator 200 vollständig gedruckt wird.
  • In der Darstellung der Figur 2 ist wird das Rohr 20 schichtweise zusammen mit dem Turbulator 200 gedruckt, wobei die gedruckten Schichten entlang der Rohrlängsachse IR verlaufen. Es ist aber auch denkbar, dass die gedruckten Schichten entlang des Rohrquerschnitts verlaufen.
    Wenn das jeweilige Rohr 20 mit dem Turbulator 200 vollständig gedruckt ist, wird dieses in seinen helikal gewickelten Zustand gebracht, beispielsweise indem es auf das Kernrohr 21 aufgewickelt wird. Alternativ kann das Rohr 20 auch gleich derart auf ein Kernrohr 21 bzw. eine Tragstruktur aufgedruckt werden, dass es durch das 3D-Drucken zugleich seinen helikalen Verlauf um das Kernrohr 21 erhält. Das Rohr 20 muss dann nicht mehr gebogen bzw. gewickelt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebene 3D-Drucktechnik beschränkt, sondern es können beliebige, geeignete 3D-Drucktechniken zum Drucken des Rohres 20 mit dem Turbulator 200 verwendet werden.
  • Wie in der Figur 2 gezeigt, kann der Turbulator 200 z.B. in Form eines längserstreckten Bandes ausgeführt werden, das helikal verwunden ist. D.h., das Band 200 erstreckt sich gemäß Figur 2 entlang einer Rohrlängsachse IR, wobei einander gegenüberliegende Kanten 201,202 des Bandes 200 jeweils helixförmig diese Rohrlängsachse IR umlaufen. Ist das Rohr 20 fertiggestellt, sind die beiden Kanten 201, 202 stoffschlüssig mit der Innenseite der Wandung W des Rohres 20 verbunden und unterteilen den Innenraum des Rohres 20 entsprechend in einen ersten und einen zweiten Teilraum T,T'.
  • Der Turbulator 200 weist außerdem ein Durchgangsloch 204 auf, das den ersten und zweiten Teilraum T,T' miteinander verbindet und somit der durch das Rohr 20 fließenden Flüssigkeit erlaubt, von dem ersten Teilraum T in den zweiten Teilraum T' und umgekehrt zu fließen. Dies führt zu einer Strömungsverwirbelung, einer besseren Durchmischung und daher zu einer verbesserten Wärmeübertragung. Der Turbulator 200 kann insbesondere eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 204 aufweisen, die gleichmäßig oder ungleichmäßig über die Fläche des Turbulators 200 verteilt sind.
  • Der in Figur 2 gezeigte Turbulator 200 weist weiterhin einen Vorsprung 205 auf, der insbesondere in der Querschnittsebene des Rohres 20 erstreckt ist. In der Darstellung der Figur 2 weist der Vorsprung 205 eine viereckige Querschnittsfläche auf, die in der Rohrquerschnittsebene verläuft. Es sind aber auch andere Formen denkbar. Der Vorsprung 205 resultiert in einer Strömungsverwirbelung und einer besseren Durchmischung der durch das Rohr 20 strömenden Flüssigkeit und daher zu einer verbesserten Wärmeübertragung. Der Turbulator 200 kann insbesondere eine Mehrzahl von Vorsprüngen 205 aufweisen, die gleichmäßig oder ungleichmäßig über die Fläche des Turbulators 200 verteilt sind.
  • Sofern das jeweilige Rohr 20 gerade gedruckt wird und dann auf das Kernrohr 21 gewickelt wird, weist die (anfangs bzw. vor dem Aufwickeln) gerade Rohrlängsachse IR nach dem Aufwickeln des Rohres 20 auf das Kernrohr 21 einen helixförmigen Verlauf auf, wobei nunmehr die beiden Kanten 201, 202 ihrerseits helixförmig um diese Bahn B verlaufen (vgl. Figur 1).
  • Anstelle des in der Figur 2 gezeigten Turbulators 200 können natürlich auch andere Turbulatoren, insbesondere die hierin beschriebenen Turbulatoren, verwendet werden. Bezugszeichenliste
    Wärmeübertrager 1
    Mantel 10
    Einlassstutzen 101,103
    Auslassstutzen 102
    Rohrboden 104
    Auslassstutzen 105
    Rohrbündel 2
    Rohr 20
    Kernrohr 21
    Rohrlage 22
    Turbulator 200
    Kanten 201,202
    Druckposition 203
    Durchgangsloch 204
    Vorsprung 205
    Hemd 3
    Laserquelle 30
    Laserstrahl 31
    Stoffzuführung 40
    Werkstoff 41
    Abstandselement 6
    Band B
    Innenraum I
    Längsache L
    Rohrlängsachse IR
    Mantelraum M
    Radiale Richtung R
    Erster Teilraum T
    Zweiter Teilraum T'
    Wandung W

Claims (11)

  1. Wärmeübertrager (1) zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid, mit
    - einem Mantel (10), der einen Mantelraum (M) zur Aufnahme des ersten Fluids umgibt und sich entlang einer Längsachse (L) erstreckt,
    - einem im Mantelraum (M) angeordneten Rohrbündel (2) mit mindestens einem Rohr (20) zur Aufnahme des zweiten Fluids, wobei das mindestens eine Rohr (20) einen von einer Wandung (W) umschlossenen Innenraum (I) aufweist, und wobei das mindestens eine Rohr (20) einen Turbulator (200) aufweist, der in zumindest einem Abschnitt des Innenraums (I) des mindestens einen Rohres (20) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Rohr (20) mit dem darin angeordneten Turbulator (200) durch 3D-Drucken gebildet ist, wobei der Turbulator (200) durch das 3D-Drucken stoffschlüssig mit der Wandung (W) des mindestens einen Rohres (20) ausgebildet ist.
  2. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulator (200) als ein entlang einer helixförmigen Bahn (B) erstrecktes Band ausgebildet ist, das eine erste und eine zweite entlang der helixförmigen Bahn (B) erstreckte Kante (201, 202) aufweist, wobei die beiden Kanten (201, 202) die Bahn (B) helixförmig umlaufen, und wobei die beiden Kanten (201, 202) jeweils mit der Wandung (W) des mindestens einen Rohres (20) stoffschlüssig verbunden sind, so dass der Innenraum (I) in zwei separate Teilräume (T, T') unterteilt ist.
  3. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Turbulator (200) nur über einen Abschnitt des mindestens einen Rohres (20) entlang einer Rohrlängsachse (IR) im Innenraum (I) des mindestens einen Rohres (20) erstreckt.
  4. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Turbulator (200) über die gesamte Länge des mindestens einen Rohres (20) entlang einer Rohrlängsachse (IR) im Innenraum (I) des mindestens einen Rohres (20) erstreckt.
  5. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rohr (20) durch 3D-Drucken, insbesondere Lasersintern, aus einem Metall, insbesondere Aluminium, einstückig mit dem Turbulator (200) ausgebildet ist.
  6. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rohr (20) mit dem darin angeordneten Turbulator (200) durch das 3D-Drucken als eine einstückige Einheit schichtweise aus einem pulverförmigem Werkstoff (41), insbesondere aufweisend ein Metall, insbesondere Aluminium, gedruckt ist, so dass der Turbulator (200) stoffschlüssig mit der Wandung (W) des mindestens einen Rohres (20) ausgebildet ist, wobei nacheinander mehrere Schichten des Werkstoffs (41) übereinander aufgebracht sind, wobei jede Schicht vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Schicht mittels eines Laserstrahls (31) an einer Druckposition (203), die einem Querschnittsbereich der herzustellenden Einheit entspricht, erhitzt ist und dabei an der darunterliegenden Schicht fixiert ist, insbesondere mit dieser verschmolzen ist.
  7. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1) ein im Mantelraum (M) angeordnetes Kernrohr (21) aufweist, das sich entlang der Längsachse (L) erstreckt, wobei das mindestens eine Rohr (20) helikal um das Kernrohr (21) gewickelt ist.
  8. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulator (200) mindestens ein Durchgangsloch (204) und/ oder mindestens einen, insbesondere entlang des Rohrquerschnitts des Rohres (20) erstreckten, Vorsprung (205) aufweist, wobei das mindestens eine Durchgangsloch (204) und/ oder der mindestens eine Vorsprung (205) zusammen mit dem Turbulator (200) durch das 3D-Drucken gebildet ist.
  9. Verfahren zur Herstellung mindestens eines Rohres (20) eines Wärmeübertragers (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das mindestens eine Rohr (20) zusammen mit dem darin angeordneten Turbulator (200) durch 3D-Drucken gebildet wird und dabei durch das 3D-Drucken der Turbulator (200) stoffschlüssig mit einer Wandung (W) des mindestens einen Rohres (20) verbunden wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das mindestens eine Rohr (20) zusammen mit dem darin angeordneten Turbulator durch 3D-Drucken, insbesondere Lasersintern, aus einem Metall, insbesondere Aluminium, gebildet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das mindestens eine Rohr (20) zusammen mit dem darin angeordneten Turbulator (200) als eine einstückige Einheit schichtweise aus einem pulverförmigem Werkstoff (41), insbesondere aufweisend ein Metall, insbesondere Aluminium, gedruckt wird, wobei nacheinander mehrere Schichten des Werkstoffs (41) übereinander aufgebracht werden, wobei jede Schicht vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Schicht mittels eines Laserstrahls (31) an einer Druckposition (203), die einem Querschnittsbereich der herzustellenden Einheit entspricht, erhitzt wird und dabei an der darunterliegenden Schicht fixiert wird, insbesondere mit dieser verschmolzen wird.
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