DE10038624A1 - Wärmeübertragungsrohr mit gedrallten Innenrippen - Google Patents
Wärmeübertragungsrohr mit gedrallten InnenrippenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Rohr (1) mit mehreren gedrallten Innenrippen (2, 3, 4), die zur Symmetrielängsachse (5) des Rohres (1) rotationssymmetrisch verlaufen. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmeübertragungsrohr der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches sich gegenüber den bislang bekannten innenverrippten Rohren durch eine erheblich bessere Wärmeübertragung auszeichnet und zu diesem Zweck nicht nur eine Erhöhung der inneren Wärmeübertragungsfläche, sonderen auch eine effektive Querströmung zwischen der Innenwandfläche des Rohres und der Kernströmung in der Nähe der Symmetrielängsachse gewährleistet. DOLLAR A Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst: DOLLAR A a) Die freien Enden (2c, 3c, 4c) der Innenrippen (2, 3, 4) weisen zur Symmetrielängsachse (5) des Rohres (1) einen Abstand (a) auf, der im Verhältnis zum Rohrinnendurchmesser (d) in einem Bereich von 1 : 2 bis 1 : 3 liegt, DOLLAR A b) sämtliche Innenrippen (2, 3, 4) verlaufen zur Symmetrielängsachse (5) drallartig in gleicher Richtung (Pfeil 6) und mit gleicher Drallänge (L) auf.
Description
Die Erfindung betrifft ein Rohr mit gedrallten Innenrippen, die
zur Symmetrielängsachse des Rohres rotationssymmetrisch
verlaufen.
Ein bekanntes Rohr dieser Art gemäß dem DE-GM 74 22 107
weist an seiner Innenseite mehrere mehrgängige schraubenartige
Innenrippen auf, die eine geringe Breite b sowie eine geringe radiale
Erstreckung e aufweisen. Dabei soll die Breite b in einem Bereich von
0,02 und 0,15 inch und die Höhe e in einem Bereich zwischen 0,0125
und 0,075 inch liegen; d. h. das Größtmaß in beiden Bereichen
beträgt unter der Annahme 1 inch = 25,4 mm bei der
Breite b = 3,8 mm, bei der Höhe e = 1,9 mm, bei einem
Innendurchmesser von ca. 20,3 mm. Daraus folgt, daß sich in einem
solchen von einem Fluid durchströmten Rohr zwar aufgrund des
Verhältnisses von Rohrinnendurchmesser zu den relativ kurzen und
im Querschnitt noppenartig ausgebildeten Innenrippen in der Nähe
der Innenwand den Wärmeübergang fördernde Turbulenzen
ausbilden, es jedoch an einer zur Hauptströmrichtung
querverlaufenden Sekundärströmung fehlt und somit letztlich der
Wärmeübergangseffekt auf die Strömungsverhältnisse der
Hauptströmung und auf die durch die Wandunebenheiten
ausgelösten Turbulenzen beschränkt bleibt.
Diesen Nachteil einer zu gringen Wärmeübertragungsfläche der
Innenrippen hat offenkundig der Erfinder der gattungsfremden
DE 196 09 641 C2 erkannt und zu diesem Zweck ein Rohr für die
Kühlung von Betondecken mit Luft vorgeschlagen, welches mit
erheblich längeren geraden Innenrippen versehen ist, die sich radial
von der Innenwandung des Rohres in Richtung auf die
Symmetrielängsachse erstrecken. Dieses Rohr ist jedoch mit dem
Nachteil behaftet, daß die Kernströmung, d. h. die Strömung durch
den freien, zentralen Raum in der Nähe der Symmetrielängsachse mit
erheblichen Druckverlusten behaftet ist und eine effektive
Wärmeübertragung zwischen dieser Kernströmung und der
Rohrinnenwand dem Zufall überlassen bleibt, weil eine die
Wärmeübertragung erhöhende Strömung quer zur Hauptströmung
nicht vorhanden ist. Die Strömung innerhalb einer jeden von zwei
benachbarten Rippenflanken und der Rohrinnenwand gebildeten
Teilkammer ist aufgrund der Wandreibung mit einer geringeren
Geschwindigkeit als die Kernströmung behaftet. Zudem ist der
stoffliche Austausch zwischen der Kernströmung und der Strömung
in den einzelnen Kammern dem Zufall überlassen. Da diese Rippen
infolge der herabgesetzten Strömungsgeschwindigkeit in den
Kammern den Wärmeübertragungskoeffizienten herabsetzen, beruht
ihre positive Wirkung ausschließlich auf einer Vergrößerung der
Wärmeübertragungsfläche. Das gleiche gilt für das gattungsfremde
Rohr gemäß Fig. 2 der DE 27 03 341 C2.
Weiterhin ist aus der EP 0 582 835 A1 ein Wärmeübertrager
bekannt geworden, der sich aus mehreren, in ihrer Außenwandung
abgestuften, gattungsfremden Rohren zusammensetzt, in deren
Innenraum weitere unterschiedlich konfigurierte Rohre mit
unterschiedlichen Abmessungen und Innenrippen konzentrisch
angeordnet sind, die als Ölkühler dienen sollen. Diese
Wärmeübertragungsrohre sind neben ihrer aufwendigen Herstellung
mit dem Nachteil eines erheblichen Druckverlustes behaftet, weil
auch dabei - soweit sie überhaupt vorhanden ist - eine die
Wärmeübertragung erhöhende Querströmung entweder nicht oder
nur zufällig entstehen kann und auf das innenliegende Rohr
beschränkt bleibt.
Außer den vorgenannten Veröffentlichungen gibt es noch einen
umfangreichen Stand der Technik mit innenberippten Rohren, wie
z. B. aus der DE-OS 24 02 942, der DE-33 34 964 A1 und der
DE-OS 26 15 168, die aber allesamt Innenrippen mit den oben
dargelegten Nachteilen aufweisen. Da bei diesen eine Verdrallung
fehlt, entsprechen sie nicht der Gattung der in der vorliegenden
Erfindung beschriebenen Rohre.
Denn der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Wärmeübertragungsrohr der eingangs genannten Gattung zu
schaffen, welches sich gegenüber den bislang bekannten
innenverrippten Rohren durch eine erheblich bessere
Wärmeübertragungsleistung auszeichnet und sich zu diesem Zweck
nicht nur einer Erhöhung der inneren Wärmeübertragungsfläche
bedient, sondern auch eine effektive Querströmung zwischen der
Innenwandfläche des Rohres und der Kernströmung in der Nähe der
Symmetrielängsachse zur Wärmeübertragungserhöhung
gewährleistet.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten
Gattungsbegriff erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
- a) Die freien Enden der Innenrippen weisen zur Symmetrielängsachse des Rohres einen gleichen Abstand a auf, der im Verhältnis zum Rohrinnendurchmesser d in einem Bereich von 1 : 12 bis 1 : 3 liegt,
- b) sämtliche Innenrippen verlaufen zur Symmetrielängsachse drallartig in gleicher Richtung und mit gleicher Drallänge.
Durch diese Merkmale wird erstmalig ein Rohr geschaffen,
welches aufgrund des geringen Abstandes a zwischen 1/12 und 1/3
des Innendurchmessers des Rohres nicht nur eine große
Wärmeübertragungsfläche auf seiner Innenseite aufweist, sondern
sich aufgrund der Drallung der Innenrippen in jedem gedrallten
Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Rippenflanken und der
Rohrwandung einerseits und der durch den freien Raum in der Nähe
der Symmetrielängsachse strömenden Kernströmung andererseits
eine Querströmung mit relativ geringen Druckverlusten ausbildet, die
für eine erhebliche Steigerung der Wärmeübertragungsleistung
zwischen der Kernströmung und der Rohrwand sorgt. Dieses
Wirkungsprinzip ist im gesamten Stand der Technik ohne Vorbild, sei
es, daß nach dem nächstkommenden Stand der Technik gemäß dem
DE-GM 74 22 107 sich aufgrund der kurzen noppenartigen Rippen
keine ausgeprägte Querströmung, sondern nur eine erhöhte
Turbulenz im Wandbereich ausbilden kann oder sei es, daß die
längeren Rippen gemäß dem Stand der Technik keine Verdrallung
aufweisen.
Bei der Ausbildung der Querschnittsform der Innenrippen
gestattet die Erfindung mehrere Ausführungsformen:
Nach einer ersten Ausführungsform bildet die Querschnittsform einer jeden Rippe ein spitzes, gleichschenkeliges Dreieck mit gerade verlaufenden Schenkelseiten, dessen Dreieckspitze mittels eines Radius abgerundet in die beiden Schenkelseiten übergeht, wobei jeweils zwei benachbarte Innenrippen einen im Querschnitt trapezförmigen Zwischenraum bilden. Diese Querschnittsform ist zwar grundsätzlich aus der DE 33 34 964 A1 bekannt, jedoch verlaufen dort die Rippen ohne jeden Drall, so daß sie in Verbindung mit den Verdrallungsmerkmalen des Anspruchs 1 nicht als bekannt zu bezeichnen sind.
Nach einer ersten Ausführungsform bildet die Querschnittsform einer jeden Rippe ein spitzes, gleichschenkeliges Dreieck mit gerade verlaufenden Schenkelseiten, dessen Dreieckspitze mittels eines Radius abgerundet in die beiden Schenkelseiten übergeht, wobei jeweils zwei benachbarte Innenrippen einen im Querschnitt trapezförmigen Zwischenraum bilden. Diese Querschnittsform ist zwar grundsätzlich aus der DE 33 34 964 A1 bekannt, jedoch verlaufen dort die Rippen ohne jeden Drall, so daß sie in Verbindung mit den Verdrallungsmerkmalen des Anspruchs 1 nicht als bekannt zu bezeichnen sind.
Nach einer zweiten Ausführungsform weist die
Querschnittsform einer jeden Innenrippe des Rohres die Form eines
Zahnes bei Zahnrädern mit konvex nach außen gewölbten Flanken
mit abgerundeter Zahnspitze auf, wobei zwei benachbarte Rippen
einen im Querschnitt U-förmigen Zwischenraum mit konkav
eingefallenen Seitenflächen umgreifen. Diese Rippenform ist
besonders für Fluide großer Viskosität wie Öle geeignet.
Nach einer dritten vorteilhaften Ausführungsform weist die
Querschnittsform einer jeden Innenrippe ein gleichschenkeliges,
spitzes Dreieck mit konkav nach innen einfallenden Schenkeln und
eine Halbkreisform an der Spitze auf, wobei jeweils zwei benachbarte
Innenrippen einen im Querschnitt trapezförmigen Zwischenraum
U-förmig umgreifen, dessen Trapezschenkel konvex nach außen
gewölbt sind. Diese Rippenform findet bevorzugt Einsatz bei der
Durchströmung von Fluiden geringer Viskosität, wie sie
beispielsweise Gase aufweisen.
Sämtliche dieser unterschiedlichen Ausführungsformen der
Innenrippen führen zu unterschiedlichen Strömungen quer zur
Kernströmung im Bereich der Symmetrielängsachse. Dabei wird
vorteilhaft die Anzahl der Rippen, die Steigung der Verdrallung, die
Rippendicke und die Form in Abhängigkeit von der Art des Fluids
und dessen Strömungsgeschwindigkeit sowie vom Druckabfall
gestaltet, ohne dadurch den Erfindungsgedanken zu verlassen.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung werden diese Rohre in Massenfertigung mit ihren
Innenrippen aus stranggepreßtem Aluminium oder Kupfer bzw. aus
extrudiertem Kunststoff hergestellt. Dabei zeichnen sich sowohl
Aluminium als auch Kupfer durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus.
Zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Kern- und
Querströmung ist die Querschnittsgestaltung des Rohres mit seinen
Innenrippen und den Zwischenräumen über die gesamte Länge der
Verdrallung in jeder Querschnittsebene gleich.
Die Wanddicke des Rohres wird in Abhängigkeit vom
Systemdruck ermittelt und liegt vorteilhaft in einem Bereich zwischen
0,4 mm und 3 mm, wobei jedes Rohr mindestens vier Innenrippen
aufweist.
Um eine möglichst hohe Wärmeübertragungsleistung bei einem
relativ geringen Druckverlust zu erhalten, wird der Abstand a der
freien Enden der Innenrippen von der Symmetrielängsachse des
Rohres bei Fluiden großer Viskosität, wie bei Ölen, größer und bei
Fluiden mit geringer Viskosität, wie Wasser und Gasen, geringer
bemessen. Dadurch vergrößert sich der Querschnitt der
Kernströmung im Bereich des freien Querschnittes in der Nähe der
Symmetrielängsachse bei Fluiden großer Viskosität gegenüber
Fluiden geringer Viskosität.
Erfindungsgemäß darf der freie Innenraum in der Nähe der
Symmetrielängsachse in jedem Rohr auf keinen Fall geschlossen
werden. Dieser Raum muß mit den Kanälen zwischen den Rippen
kommunizieren. Aus diesem Grunde weisen in einer vorteilhaften
Weiterbildung die freien Enden der Innenrippen von der
Symmetrielängsachse auch bei Fluiden geringer Viskosität stets
einen solchen Abstand a von dieser auf, daß zwischen dessen freien
Enden in jedem Querschnitt des Rohres ein Kernströmkanal erhalten
bleibt. Aus diesem Grund soll gemäß dem Merkmal a) des
Hauptanspruchs dieser Abstand a nicht unter 1/12 des
Rohrinnendurchmessers bemessen werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:
Fig. 1 den Querschnitt eines Rohres mit acht Innenrippen,
welche die Querschnittsform eines spitzen gleichschenkeligen
Dreiecks aufweisen,
Fig. 2 eine weitere Querschnittsausbildung eines Rohres mit
Innenrippen, von denen eine jede die Querschnittsform eines Zahnes
bei Zahnrädern mit konvex nach außen gewölbten Flanken aufweist,
Fig. 3 eine dritte Querschnittsform eines Rohres, bei dem eine
jede Innenrippe die Querschnittsform eines gleichschenkeligen,
spitzen Dreiecks mit konkav nach innen einfallenden Schenkelseiten
besitzt,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Rohres von Fig. 1 mit
gestrichelt angedeuteter Verdrallung der Innenrippen,
Fig. 5 das Rohr von Fig. 4 in teilweise aufgeschnittener
Perspektivansicht mit durch Pfeile angedeuteten Strömungen und
Fig. 6 eine beispielhafte Prinzipdarstellung eines
Wärmeübertragers zum Einsatz der Rohre gemäß den Fig. 1
bis 5.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Rohres 1 dargestellt. Dabei bildet die
Querschnittsform einer jeden Rippe 2 ein spitzes, gleichschenkeliges
Dreieck mit gerade verlaufenden Schenkelseiten 2a, 2b, dessen
Dreieckspitze 2c mittels eines Radius r abgerundet in die beiden
Schenkelseiten 2a, 2b übergeht. Jeweils zwei benachbarte
Innenrippen 2 bilden einen im Querschnitt trapezförmigen
Zwischenraum 2d.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 weist eine jede Innenrippe 3
des Rohres 1 die Form eines Zahnes bei Zahnrädern mit konvex nach
außen gewölbten Seitenflanken 3a, 3b mit einer abgerundeten
Zahnspitze 3c auf. Dabei umgreifen zwei benachbarte Rippen 3 einen
im Querschnitt U-förmigen Zwischenraum 3d mit konvex
eingefallenen Seitenflächen, die identisch mit der Form der
Seitenflanken 3a, 3b der Rippen 3 sind.
In Fig. 3 ist eine weitere Querschnittsform offenbart. Dabei
bildet der Querschnitt einer jeden Innenrippe 4 ein
gleichschenkeliges, spitzes Dreieck mit konkav nach innen
einfallenden Schenkelseiten 4a, 4b mit einer halbkreisförmigen
Spitze 4c. Jeweils zwei benachbarte Innenrippen 4 umgreifen
U-förmig einen im Querschnitt trapezförmigen Zwischenraum 4d,
dessen Trapezschenkel konvex nach außen gewölbt sind und
identisch mit den Schenkelseiten 4a, 4b sind.
Jedes Rohr 1 ist mit mindestens vier Innenrippen 2, 3, 4, im
vorliegenden Fall mit jeweils acht Innenrippen 2, 3, 4 versehen. Die
freien Enden 2c, 3c, 4c sind mit den Spitzen der Querschnittsformen
der einzelnen Innenrippen 2, 3, 4 identisch. Dabei muß allerdings
beachtet werden, daß die Spitzen sich auf den flächigen
Querschnittskörper eines Dreiecks, hingegen die freien Enden sich
auf einen verdrallt zur Symmetrielängsachse 5 erstreckenden
räumlichen Körper beziehen. Diese freien Enden 2c, 3c, 4c weisen
zur Symmetrielängsachse 5 des Rohres 1 einen Abstand a auf, der im
Verhältnis zum Rohrinnendurchmesser d in einem Bereich von 1 : 12
bis 1 : 3 liegt.
Und schließlich verlaufen sämtliche Innenrippen 2, 3, 4 gemäß
der perspektivischen Darstellung der Fig. 4 zur
Symmetrielängsachse 5 drallartig in gleicher Drallrichtung, hier z. B.
nach links in Richtung des Pfeiles 6, und weisen die gleiche
Drallänge L auf. Unter dieser Drallänge versteht man die Länge, die
zwischen einer vollständigen 360°-Drallung einer Rippe liegt, d. h. die
Länge L zwischen zwei Schnittebenen, zwischen denen nach einer
360°-Drallung eine jede Rippe wieder an der gleichen Stelle der ersten
Schnittebene liegt.
Die Rohre sind vorteilhaft entweder aus einem stranggepreßten
Aluminium oder Kupfer hergestellt oder in Kunststoff extrudiert.
Die Wanddicke d1 des Rohres 1 ist abhängig vom Systemdruck
und liegt in einem Bereich zwischen 0,4 mm und 3 mm.
Zur Vermeidung einer jedweden Strömungsunregelmäßigkeit
ist die Querschnittskonfiguration des Rohres 1 mit seinen
Innenrippen 2, 3, 4 und den Zwischenräumen 2d, 3d, 4d über die
Länge L der Verdrallung in jedem Querschnitt gleich. Dadurch
werden Drucksprünge und unerwünschte Störeffekte unterbunden,
so daß die Kernströmung 7 und jede Querströmung 8 in den
Zwischenräumen 2d, 3d und 4d miteinander kommunizieren und
sich gegenseitig austauschen.
Es versteht sich, daß die Rohre 1 auch aus anderen als die in
den Fig. 1 bis 3 dargestellten Rohre bestehen können, daß also
statt der dort dargestellten acht Rippen 2, 3, 4 beispielsweise nur vier
Rippen 2, 3, 4 oder mehr als acht Rippen im Innenraum des Rohres 1
Verdrallung sowie die Dicke und Rippenform werden in Abhängigkeit
von der Art des Fluids und dessen Strömungsgeschwindigkeit sowie
vom Druckabfall gestaltet. Dabei gilt die allgemeine Strömungsregel,
daß der Druckabfall um so größer ist, je enger der freie
Strömquerschnitt im Kernbereich sowie zwischen den
Einzelrippen 2, 3, 4 ist, daß aber andererseits mit größerer
Rippenanzahl und damit einhergehender größerer
Wärmeübertragungsfläche auch die Wärmeübertragungsleistung
passiv steigt.
Bei dem erfindungsgemäßen Rohr 1 kommt aber der
Verdrallung und der dadurch induzierten Querströmung zwischen
dem Kernbereich in der Nähe der Symmetrielängsachse 5 und der
Rohrinnenwandung 9 eine tragende Bedeutung zu. Diese ist in Fig. 5
veranschaulicht. Um die Symmetrielängsachse 5 des Rohres 1 bildet
sich im freien Strömquerschnitt zwischen den Enden 2c, 3c, 4c der
Rippen 2, 3, 4 eine Kernströmung 7, der aufgrund auch der
Verdrallung der Endbereiche, die mit den Enden der
Spitzen 2c, 3c, 4c übereinstimmen, ein Drall erteilt wird, der im
dargestellten Fall ein Linksdrall ist, d. h. mit einer Drehung in der
Zeichenebene im Gegenuhrzeigersinn verbunden ist, wie es der Pfeil 6
der Fig. 4 und 5 ausweist. Aufgrund der Verdrallung der
Rippen 2 bzw. 3, 4 bildet sich in den Zwischenräumen 2d bzw. 3d, 4d
eine Querströmung 8 aus, welche durch die darin eingezeichneten
Pfeile angedeutet ist. Infolge dieser Querströmung 8, d. h. durch eine
Strömung quer zur Symmetrielängsachse 5, findet ein äußerst
intensiver Wärmetransport zwischen der Kernströmung 7 und der
Innenwandung 9 des Rohres 1 statt. Aufgrund der hohen
Wärmeleitfähigkeit λ des beispielsweise aus stranggepreßtem
Aluminium oder Kupfer hergestellten Rohres 1 von
209,3 W/(mK) Aluminium
und
407,1 W/(mK) bei Kupfer
erfolgt eine erhebliche Wärmeübertragungsleistung von der Kernströmung 7 über die Querströmung 8 an die Innenseite 9 des Rohres 1 und von dort weiter durch dessen Wand 10 mit der Dicke d1 auf die Außenseite 11 statt.
209,3 W/(mK) Aluminium
und
407,1 W/(mK) bei Kupfer
erfolgt eine erhebliche Wärmeübertragungsleistung von der Kernströmung 7 über die Querströmung 8 an die Innenseite 9 des Rohres 1 und von dort weiter durch dessen Wand 10 mit der Dicke d1 auf die Außenseite 11 statt.
Ein derartiges Rohr 1 findet beispielsweise Anwendung auf
einem Rohrbündelwärmeübertrager 12, wie er in Fig. 6 dargestellt ist.
Dabei tritt beispielsweise das Kühlmedium über den Stutzen 13 in
die Rohre 1 ein und verläßt diese durch den Austritt 14. Im
Gegenstrom tritt das beispielsweise zu kühlende Medium durch den
Eintrittstutzen 15 an die Außenseite 11 der Rohre 1 ein und verläßt
den Wärmeübertrager 12 in herabgekühltem Zustand durch den
Auslaßstutzen 16. Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße
Rohr 1 sowohl zur Kühlung als auch zur Aufheizung von Fluiden
Verwendung finden kann, je nachdem in welcher Richtung der
Wärmeübertragungsvorgang stattfinden soll. Dabei gilt die allgemeine
Regel, daß bei Fluiden mit großer Viskosität wie beispielsweise bei
Ölen der Abstand a der freien Enden 2c, 3c, 4c der
Innenrippen 2, 3, 4 von der Symmetrielängsachse 5 des Rohres 1
größer als bei Fluiden mit geringer Viskosität, wie Wasser und Gasen,
zu bemessen ist.
1
Rohr
2
,
3
,
4
Innenrippen
2
a,
2
b Schenkelseiten der Innenrippe
2
2
c Dreieckspitze
2
d trapezförmiger Zwischenraum
3
a,
3
b Seitenflanken der Innenrippe
3
3
c Zahnspitze
3
d U-förmiger Zwischenraum
4
a,
4
b Schenkelseiten der Innenrippe
4
4
c halbkreisförmige Spitze
4
d Zwischenraum
6
Pfeil
7
Kernströmkanal
8
Querströmung
9
Innenseite des Rohres
1
10
Wand des Rohres
1
11
Außenseite des Rohres
1
12
Rohrbündelwärmeübertrager
13
Eintritt in die Rohre
1
14
Austritt
15
Eintrittstutzen
16
Auslaßstutzen
Abstand der freien Enden
2
c,
3
c,
4
c
a zur Symmetrielängsachse
a zur Symmetrielängsachse
5
d Rohrinnendurchmesser
d1
d1
Wanddicke der Rohre
1
L Drallänge
λ Wärmeleitfähigkeit
r Radius
λ Wärmeleitfähigkeit
r Radius
Claims (11)
1. Rohr mit mehreren gedrallten Innenrippen, die zur
Symmetrielängsachse des Rohres rotationssymmetrisch verlaufen,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) Die freien Enden (2c, 3c, 4c) der Innenrippen (2, 3, 4) weisen zur Symmetrielängsachse (5) des Rohres (1) einen Abstand (a) auf, der im Verhältnis zum Rohrinnendurchmesser (d) in einem Bereich von 1 : 12 bis 1 : 3 liegt,
- b) sämtliche Innenrippen (2, 3, 4) verlaufen zur Symmetrielängsachse (5) drallartig in gleicher Richtung (Pfeil 6) und mit gleicher Drallänge (L).
2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Querschnittsform einer jeden
Innenrippe (2) ein spitzes, gleichschenkeliges Dreieck mit gerade
verlaufenden Schenkelseiten (2a, 2b) bildet, dessen Dreieckspitze (2c)
mittels eines Radius (r) abgerundet in die beiden
Schenkelseiten (2a, 2b) übergeht, wobei jeweils zwei benachbarte
Innenrippen (2) einen im Querschnitt trapezförmigen
Zwischenraum (2d) bilden.
3. Rohr nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Querschnittsform einer jeden
Innenrippe (3) des Rohres (1) die Form eines Zahnes bei Zahnrädern
mit konvex nach außen gewölbten Seitenflanken (3a, 3b) mit
abgerundeter Zahnspitze (3c) aufweist und zwei benachbarte
Rippen (3) einen im Querschnitt U-förmigen Zwischenraum (3d) mit
konkav eingefallenen Seitenflächen umgreifen.
4. Rohr nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Querschnittsform einer jeden
Innenrippe (4) ein gleichschenkeliges, spitzes Dreieck mit konkav
nach innen einfallenden Schenkelseiten (4a, 4b) und eine
Halbkreisform an der Spitze (4c) aufweist, wobei jeweils zwei
benachbarte Innenrippen (4) einen im Querschnitt trapezförmigen
Zwischenraum (4d) U-förmig umgreifen, dessen Trapezschenkel
konvex nach außen gewölbt sind.
5. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rohr (1) mit seinen
Innenrippen (2, 3, 4) einteilig aus stranggepreßtem Aluminium oder
Kupfer, bzw. aus extrudiertem Kunststoff besteht.
6. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch
gekennzeichnet, daß die Querschnittskonfiguration des
Rohres (1) mit seinen Innenrippen (2, 3, 4) und den
Zwischenräumen (2d, 3d, 4d) über die Länge (L) der Verdrallung in
jeder Querschnittsebene gleich ist.
7. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wanddicke (d1) des Rohres (1) in
Abhängigkeit vom Systemdruck in einem Bereich zwischen 0,4 mm
und 3 mm liegt.
8. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß es (1) mindestens vier
Innenrippen (2, 3, 4) aufweist.
9. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzahl der Rippen (2, 3, 4), die
Länge (L) der Verdrallung, die Dicke und Form der Rippen (2, 3, 4) in
Abhängigkeit von der Art des Fluids und dessen
Strömungsgeschwindigkeit sowie vom Druckabfall gestaltet ist.
10. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der freien
Enden (2c, 3c, 4c) der Innenrippen (2, 3, 4) von der
Symmetrielängsachse (5) des Rohres (1) bei Fluiden großer Viskosität,
wie bei Ölen, größer als bei Fluiden geringer Viskosität, wie Wasser
und Gasen, bemessen ist.
11. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die freien Enden (2c, 3c, 4c) der
Innenrippen (2, 3, 4) von der Symmetrielängsachse (5) auch bei
Fluiden geringer Viskosität stets einen solchen Abstand (a) von dieser
aufweisen, daß zwischen dessen freien Enden (2c, 3c, 4c) in jeder
Querschnittsebene des Rohres (1) ein Kernströmkanal (7) gebildet ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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