DE202019004184U1 - Increase the transfer area in pipes - Google Patents

Abstract

Thermisch aktivierbares Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass in ein Rohr beliebiger Dimension eine bürsten- oder igelartige metallische Struktur eingebracht wird, um eine Erhöhung der inneren Wärmeübertragerfläche zu erreichen.Thermally activatable component, characterized in that in a tube of any dimension a brush or hedgehog-like metallic structure is introduced in order to achieve an increase in the internal heat transfer surface.

Description

Die Erfindung betrifft eine massenfähig nutzbare Lösung zur Vergrößerung der Übertragerfläche in Rohren verschiedener Materialarten und Dimensionen.The invention relates to a mass usable solution for increasing the Übertragerfläche in pipes of different material types and dimensions.

Mit der Lösung wird der Zweck verfolgt, eine Energieübertragung zwischen der Rohrwandung und den innen strömenden flüssigen oder gasförmigen Medien und in umgekehrter Richtung zu erhöhen.The purpose of the solution is to increase an energy transfer between the tube wall and the liquid or gaseous media flowing inside and in the opposite direction.

Das Bauteil ist so eingerichtet und ausgeführt, dass die technischen Prozesse Heizen, Kühlen und Oberflächenkondensation umgesetzt werden können.The component is designed and executed so that the technical processes heating, cooling and surface condensation can be implemented.

Stand der TechnikState of the art

Rohre dienen zum einen dem Transport von Flüssigkeiten und Gasen. Zum anderen auch der Übertragung von Energie von einem außerhalb liegendem Medium auf das darin fließende Medium und in umgekehrte Richtung. Es sind eine Vielzahl von Lösungen bekannt, welche die Innenoberfläche von Rohren vergrößern. In den Aktenzeichen DE: 000002244024A und Aktenzeichen WO 2015/007645A17 werden nachträglich aufgetragene Siedekörper als nichtmetallische Schicht und eine innenliegende Oberflächenvergrößerung durch rundlich ausgeführte Flossen beschrieben. Am Markt werden auch Rohre mit einer inneren Struktur, hergestellt in Stangpressverfahren, angeboten. Allen Lösungen ist gleich, dass nur die innere Oberfläche erfasst wird, nicht aber der komplette Innenraum des Rohres.Pipes serve for the transport of liquids and gases. On the other hand, the transmission of energy from an external medium to the medium flowing therein and in the opposite direction. There are a variety of solutions known which increase the inner surface of pipes. In the file number DE: 000002244024A and file reference WO 2015 / 007645A17 subsequently applied boiling bodies are described as a non-metallic layer and an internal surface enlargement by roundish fins. Also available on the market are pipes with an internal structure, produced by extrusion. All solutions are equal in that only the inner surface is detected, but not the entire interior of the tube.

Andere Lösungen betrachten zwar den gesamten Innenraum und bilden innen liegende Kammern. Damit wird aber über die entstehenden Wände eine gegenseitige Abschottung der innenliegenden Medien organisiert.Although other solutions consider the entire interior and form internal chambers. But this is a mutual partitioning of the internal media organized over the resulting walls.

Die erfinderische Lösung wurde darin gefunden, dass ein am Markt verfügbares, endlos herstellbares Ausgangsmaterial, welches eine bürsten- oder igelartige metallische Struktur sein kann, in seiner Dimensionierung so ausgewählt wird, dass diese nach Einführung in das Rohr mit einer Anpresskraft an der Innenseite des Rohres anliegt. Die Enden der Borsten bilden damit eine kraftschlüssige Verbindung zur Innenseite des Rohres ohne das Rohr zu verschließen. Das Medium kann unter einem geringen Druckverlust alle Borsten oder Stege umströmen. Damit wird die Fläche der Wärmeübertragung auf die Medien erhöht. Gleichzeitig wird das Bilden der sogenannten Strömungsseele vermindert und ein turbulenter Strömungsverlauf organisiert.The inventive solution has been found in that a commercially available, infinitely producible starting material, which may be a brush or hedgehog-like metallic structure, in its dimensioning is selected so that this after insertion into the tube with a contact pressure on the inside of the tube is applied. The ends of the bristles thus form a non-positive connection to the inside of the tube without closing the tube. The medium can flow around all bristles or webs with a slight pressure loss. This increases the area of heat transfer to the media. At the same time, the formation of the so-called flow core is reduced and a turbulent flow pattern is organized.

Aufgabenstellungtask

Aufgabe der Erfindung ist es eine Lösung zu schaffen, welche den Phasenwechsel von Wasser zu Dampf und die Überhitzung von Dampf in einem Rohr über stark verkürzte Rohrlängen ermöglicht. Dazu ist es erforderlich, die Wärmeübertragerfläche zu erhöhen und das Medium in seinem gesamten Volumen möglichst ohne Temperaturgradienten zwischen der Innenseite des Rohres und dem Rohrmittelpunkt zu erhitzen. Beides kann die beschriebene Lösung leisten.The object of the invention is to provide a solution which allows the phase change from water to steam and the overheating of steam in a pipe over greatly shortened pipe lengths. For this purpose, it is necessary to increase the heat exchanger surface and to heat the medium in its entire volume as possible without temperature gradient between the inside of the tube and the center of the tube. Both can afford the solution described.

Zusammen gefasst ergeben sich aus der Erfindung folgende Vorteile:

• • Die Lösung verringert die Länge von Heizrohren, z.B. in Dampferzeugern. Das führt zu kleineren Bauräumen und Materialeinsparungen
• • Die Wärmeübertragerstruktur kann in einem industriellen Verfahren „endlos“ hergestellt werden und damit preiswert erfolgen,
• • durch Konfektionierung können bedarfsgerechte Wärmeübertragerflächen in Größe, Bauform und thermischer Leistung gefertigt werden
• • die relative Flexibilität der Borsten oder Stege ermöglicht das Einbringen in Rohre unterschiedlicher Dimensionen,

In summary, the invention provides the following advantages:

• • The solution reduces the length of heating pipes, eg in steam generators. This leads to smaller installation spaces and material savings
• The heat exchanger structure can be produced "endlessly" in an industrial process and thus be inexpensive,
• • By means of packaging, demand-based heat exchanger surfaces can be manufactured in size, design and thermal performance
• The relative flexibility of the bristles or webs allows insertion into tubes of different dimensions,

Figurenlistelist of figures

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels 1 erläutert werden.The invention will be described below with reference to an embodiment 1 be explained.

1. zeigt den prinzipiell dargestellten Querschnitt eines Rohres mit innenliegender Struktur. 1 , shows the principle illustrated cross section of a tube with internal structure.

Gemäß 1. wird ein großtechnisch als Endlosware hergestellte metallische Struktur 3 in das Rohr 1 eingeführt. Die Borsten 2 bilden durch die Anpresskraft eine kraftschlüssige Verbindung zur Innenseite des Rohres und gewährleisten die zentrierte und nicht verschiebbare Lage der Struktur. Die metallische Struktur 3 füllt den Innenraum des Rohres aus ohne dieses zu verschließen.According to 1 , becomes a metallic structure produced industrially as an endless product 3 in the pipe 1 introduced. The bristles 2 form a frictional connection to the inside of the tube by the contact force and ensure the centered and non-displaceable position of the structure. The metallic structure 3 fills the interior of the pipe without closing it.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 -1 -

Rohrpipe

2 -2 -

Borsten oder StegeBristles or webs

3 -3 -

metallische Strukturmetallic structure

4 -4 -

thermisch aktivierbares Medium, Gas oder Flüssigkeitthermally activated medium, gas or liquid

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 000002244024 A [0004]DE 000002244024 A [0004]
• WO 2015/007645A17 [0004]WO 2015 / 007645A17 [0004]

Claims (1)

Thermisch aktivierbares Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass in ein Rohr beliebiger Dimension eine bürsten- oder igelartige metallische Struktur eingebracht wird, um eine Erhöhung der inneren Wärmeübertragerfläche zu erreichen.Thermally activatable component, characterized in that in a tube of any dimension a brush or hedgehog-like metallic structure is introduced in order to achieve an increase in the internal heat transfer surface.

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