Mit Rippen versehenes Wärmetauscherrohr Beim Betrieb von aus Rohren gebildeten Wärme tauschern, insbesondere bei solchen, die zum Wärme tausch zwischen einem ausserhalb des Rohres befind lichen gasförmigen Medium und innerhalb des Rohres geführten Flüssigkeiten oder Dämpfe dienen, ergeben sich dadurch Schwierigkeiten, dass die Wärmeüber- gangszahl des das Rohr umgebenden Gases erheblich kleiner ist als die Wärmeübergangszahl der bzw. des im Rohr befindlichen Flüssigkeit bzw. Dampfes. Es ist deshalb z. B. nicht möglich, dass das Rohr die Wärme einer in ihm befindlichen Flüssigkeit an das umgebende Gas so schnell abgibt, wie es sie aus der Flüssigkeit aufnehmen kann.
Es ist bereits bekannt, die auf die Flächeneinheit bezogene unterschiedliche Übertragung der Wärme zwischen dem das Rohr umgebenden Gas und dem Metall des Rohres einerseits und dem Metall des Rohres und der in ihm befindlichen Flüssigkeit ander seits dadurch zu berücksichtigen, dass die äussere Oberfläche des Rohres durch Aufsetzen von Rippen vergrössert wird. Derartige Rippen können sowohl aus auf die äussere Umfangsfläche des Rohres schrau- benlinienförmig aufgewickelten Metallbändern als auch aus einzelnen Metallblechen bestehen, die in Abständen voneinander auf das Rohr aufgeschoben und an diesem befestigt sind.
Da im Querschnitt kreisförmige Rohre - sofern sie aussenseitig von einem insbesondere zwangläufig bewegten Gas- bzw. Luftstrom beaufschlagt werden - diesem einen verhältnismässig starken Strömungs widerstand entgegensetzen und ausserdem zu einer zwar stark verwirbelten, jedoch ungleichmässigen Beaufschlagung des Rohrumfanges führen, ist - da derartige Rohre ausserdem eine im Verhältnis zu ihrem Querschnitt kleine Umfangslänge aufweisen - der Wärmeübergang vom Rohr auf das dieses aussenseitig beaufschlagende gasförmige Medium relativ schlecht.
Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man bereits versucht, dem Rohrquerschnitt eine strömungstechnisch und wärmeübergangsmässig gün stigere, langgestreckte Form zu geben. Hierzu wurden Rohrquerschnitte von langgezogener bikonvexer Ge stalt gewählt, wobei die Rohre im wesentlichen aus zwei Zylindermantelabschnitten bestehen, deren längs des Rohres verlaufende Verbindungsstellen durch Kreisabschnitte von sehr kleinem Krümmungsradius geringfügig abgerundet sind. Derartig ausgebildete Rohre werden im Betrieb so angeordnet, dass eine der beiden geringfügig abgerundeten Kanten der von dem auf das Rohr gerichteten Gas- bzw.
Luftstrom zuerst beaufschlagte Teil des Rohrumfangs ist. Aus diesem Grunde bezeichnet man diese abgerundeten Kanten auch als Anströmkuppen.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass sowohl bei der Herstellung als auch bei der Verwendung dieser Rohre mit langgezogenem bikonvexem Querschnitt und nur wenig abgerundeten Anströmkuppen bei Wärmeaustauschern Schwierigkeiten auftreten.
Bei der Herstellung dieser Rohre, die in der Regel durch Kaltziehen oder Kaltwalzen runder Rohre erfolgt, treten an den beiden Anströmkuppen des Rohres sehr hohe Materialbeanspruchungen auf, die entweder schon während der Verformung zur Bildung von Rissen führen oder zumindest aber Spannungen in dem fertigen Rohr zurücklassen, durch die dessen Festigkeitseigenschaften nachteilig beeinflusst werden, so dass die Lebensdauer der so hergestellten Rohre nur gering ist.
Bei der Verwendung dieser Rohre für den Wärmeaustausch zwischen einem diese innen- seitig durchströmenden flüssigen und einem diese aussenseitig beaufschlagenden gasförmigen Medium hat es sich als besonders nachteilig erwiesen, dass infolge des relativ geringen hydraulischen Durch messers dieser Rohre - das ist der vierfache Flächen- querschnitt dividiert durch die Umfangslänge - der Strömungswiderstand für das das Rohr durch fliessende flüssige oder dampfförmige Medium ver hältnismässig gross ist.
Ausserdem ergeben sich ge ringe Werte für den Wärmeübergang von dem im Innern des Rohres fliessenden Medium auf das Rohr sowie auch ein vergleichsweise hoher Strömungs widerstand für das das Rohr aussenseitig beauf- schlagende, in der Regel gasförmige Medium.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ausgehend von dem vorstehend beschriebenen be kannten Wärmeaustauscherrohr von unrundem Quer schnitt mit diametral gegenüberliegenden Anström- kuppen ein insbesondere für luftgekühlte Wärme- austauscher bestimmtes, mit Rippen versehenes Wärmeaustauscherrohr zu schaffen, das sowohl dem das Rohr aussenseitig beaufschlagenden als auch das Rohr innenseitig durchströmenden Medium einen ge ringen Strömungswiderstand entgegensetzt und be sonders günstige Wärmeübergangseigenschaften be sitzt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird das vorstehend beschriebene Wärmeaustauscherrohr erfindungsge mäss dadurch verbessert, dass die Anströmkuppen als Zylinderabschnitte ausgebildet sind, deren Radien etwa entsprechend dem 0,3- bis 0,4fachen der kleinen Achse des im Querschnitt etwa elliptischen Rohres bemessen sind.
Durch die Ausbildung der Anströmkuppen als Zylinderabschnitte von verhältnismässig grossem Ra dius, ergibt sich eine erhebliche Erleichterung bei der Herstellung der Rohre durch Kaltverformung, so dass Überbeanspruchungen des Materials, die eine Rissbildung oder bleibende Spannungen zur Folge ha ben könnten, nicht mehr auftreten können. Ausserdem hat die Ausbildung der Anströmkuppen gemäss der Erfindung eine erhebliche Vergrösserung des hydrau lischen Durchmessers und damit eine Verminderung des Strömungswiderstandes für das das Rohr durch fliessende - meist flüssige oder dampfförmige Medium zur Folge.
Gleichzeitig ergeben sich beson ders günstige Strömungseigenschaften des Rohres in bezug auf das es von aussen beaufschlagende gas förmige Medium. Eine weitere Verbesserung dieser Eigenschaften lässt sich dadurch erreichen, dass der grosse Durchmesser des etwa ellipsenförmigen Rohres etwa entsprechend dem 2,5fachen seines kleinen Durchmessers bemessen ist.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen: Fig. 1 eine seitliche Ansicht auf ein Wärme austauscherrohr mit aufgesetzten Rippen, Fig. 2 eine teils aufgeschnittene seitliche Ansicht nach der Linie I1-11 der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch das Rohr mit Aufsicht auf eine Rippe nach der Linie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 die Massverhältnisse anhand eines schema tischen Querschnittes durch ein Wärmeaustauscher- rohr und Fig. 5 in grösserem Massstab einen Längsschnitt durch eine Verbindungsstelle zwischen einer Rippe und dem Wärmeaustauscherrohr.
Das Wärmeaustauscherrohr 1, das aus einem beliebigen Werkstoff bestehen kann, vorzugsweise jedoch aus Stahl hergestellt ist, besitzt - wie aus Fig. 3 und 4 hervorgeht - einen etwa elliptischen Querschnitt. Das Rohr 1 besitzt zwei diametral gegenüberliegende Anströmkuppen la, welche durch Zylindermantelabschnitte mit einem jeweils gleich grossen Radius r gebildet sind.
Die beiden zylinder- mantelförmigen Anströmkuppen la des Wärmeaus tauscherrohres 1 werden durch diese tangierenden Zylindermantelabschnitte von einem wesentlich grö sseren Radius R miteinander verbunden, so dass sich ein ellipsenähnlicher Querschnitt mit einer kleinen Achse<I>d</I> und einer grossen Achse<I>D</I> ergibt. Der Radius r der Anströmkuppen la ist so gewählt, dass er etwa das 0,3- bis 0,4fache - vorzugsweise das 0,35fache - der kleinen Achse d des Wärmeaus tauscherrohres beträgt.
Das Verhältnis der kleinen Achse<I>d</I> zur grossen Achse<I>D</I> des Wärmeaustauscher- rohres beläuft sich auf etwa 1:2,5, wobei eine Toleranz von 1011/o zulässig ist. Der Radius R der die Langseiten des ellipsenförmigen Rohrquerschnit tes bildenden Zylindermantelabschnitte ist vorzugs weise etwa entsprechend dem 9- bis 11fachen des Radius r der Anströmkuppen la bemessen.
Die Radien<I>r</I> und R sowie die Achsen<I>d</I> und<I>D</I> sind jeweils auf die Aussenabmessungen des Wärme austauscherrohres 1 bezogen.
Die auf das Rohr aufgesetzten rechteckigen Rip pen 2 sind mit einem Kragen 3 versehen, der das Rohr im Klemmsitz umschliesst. Der Kragen 3 be sitzt einen konischen Anzug, wodurch das Auf schieben der Rippe auf das Rohr erleichtert wird, anderseits aber die auf das Rohr aufgeschobene Rippe auf diesem einen festen Halt besitzt, so dass ein unbeabsichtigtes Verschieben ausgeschlossen ist. Ausserdem wird hierdurch ein im Querschnitt keil förmiger Hohlraum zwischen Rohrwandung und Rip penfuss für die Aufnahme des die Rippe mit dem Rohr verbindenden Lotes bzw. Klebstoffes gebildet.
Die endgültige Verbindung der auf das Rohr auf geschobenen Rippen mit diesem kann auf verschie dene Weise erfolgen. Einerseits ist es möglich, das Rohr mit den aufgeschobenen Rippen in ein Tauch- lötbad einzutauchen, wobei das Metall des Tauch- lötbades eine dauerhafte Verbindung zwischen der durch den Kragen 3 gebildeten Sitzfläche der Rippen und der Aussenfläche des Rohres herstellt. Der zwischen dem Kragen 3 und dem Rohr befindliche Raum wird hierbei völlig von dem Lötmetall aus gefüllt, so dass ein hervorragender Wärmeübergang zwischen Rohr und Rippe erzielt wird.
Durch ge eignete Oberflächenbehandlung der Rippen und gegebenenfalls auch der zwischen den Sitzflächen der Rippen befindlichen Teile des Rohres ist es sowohl möglich, diese Flächen von dem Metall des Lötbades freizuhalten als auch sie mit diesem zu überziehen, um dadurch zugleich mit der Lötung auf das Rohr und die Rippen eine Schicht aus dem Lötmetall auf zubringen, die einen wirksamen Schutz gegen Korro sion darstellt. Anderseits kann die Verbindung der Rippen mit dem Rohr auch derart erfolgen, dass das Rohr mit den aufgesetzten Rippen in eine stark ver dünnte Kunststofflösung eingetaucht wird. Nach dem Herausnehmen des Rohres aus der Lösung wird der am Rohr und an den Rippen haftende Kunststoff lösung das Lösungsmittel entzogen.
Hierbei bildet sich bereits auf den freien Oberflächen des Rohres und der Rippen eine dünne Kunststoffschicht, die einen wirksamen Schutz gegen Korrosion darstellt. Der zwischen dem Kragen 3 der Rippen und der Rohroberfläche befindliche Teil der Kunststofflösung, dem ebenfalls das Lösungsmittel entzogen wurde, vermindert hierbei sein Volumen so weit, dass es zur Ausfüllung des Zwischenraumes zwischen Kragen und Rohr nicht mehr ausreicht. Hiernach wird das Rohr, etwa durch Einpressen einer Druckflüssigkeit oder durch Durchziehen eines Dornes, aufgeweitet und hierbei der zwischen dem Kragen 3 der Rippen und der Oberfläche des Rohres befindliche Kunst stoff raumfüllend verformt, so dass er zwischen der Sitzfläche der Rippe und der Rohroberfläche einen dünnen, sämtliche Hohlräume ausfüllenden Film bildet.
Infolge seiner geringen Dicke behindert dieser Film den Wärmeübergang zwischen Rohr und Rippe nur so wenig, dass trotz dieser Zwischenlage wegen des völligen Fehlens von Hohlräumen zwischen Rohr und Rippe die Wärmeleitung besser ist, als dies der Fall wäre, wenn die Rippen durch einfaches Ruf weiten des Rohres ohne vorheriges Tauchen in die Kunststofflösung mit dem Rohr verbunden worden wäre. Darüber hinaus verhindert die zwischen den Kragen der Rippen und der Oberfläche des Rohres befindliche Kunststoffschicht das Eindringen irgend welcher korrodierend wirkender Medien in diesen Raum, so dass die gute Wärmeleitung zwischen Rohr und Rippen auf sehr lange Zeit erhalten bleibt.
Beim Eintauchen des mit Rippen versehenen Rohres in Löt- oder Kunststoffbäder werden, wenn - wie es in der Regel der Fall ist - das Innere des Rohres nicht mit einem Überzug versehen werden soll, dessen Enden durch geeignete Mittel, wie z. B. Gummikappen, verschlossen.
Die Abmessungen der Rippen 2 sind so gewählt, dass ihre Breite etwa das Zweifache und ihre Länge etwa das Vierfache der kleinen Achse d des Rohres 1 beträgt. Es hat sich gezeigt, dass man bei diesem Verhältnis zwischen den Abmessungen der Rippen und denen des ellipsenförmigen Rohres einen opti malen Wärmeübergang zwischen dem aussenseitig mit Rippen versehenen Rohr und dem das Rohr beauf- schlagenden gasförmigen Medium bei einem geringst- möglichen Materialaufwand für die Herstellung der Rippen erreicht. Die Dicke der Rippen wird so gewählt, dass sie etwa 11100 ihrer Breite beträgt.
Die Rippendicke hängt hierbei im übrigen auch von dem Wärmeleitvermögen sowie bis zu einem gewissen Grade auch von den Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes ab, aus dem die Rippen hergestellt sind. Bei Verwendung von Kupferrippen können diese im allgemeinen eine etwas geringere Stärke erhalten als bei Verwendung von Rippen aus Stahlblech.
Wie insbesondere aus den Fig. 1 bis 3 hervorgeht, sind die z. B. aus Stahl oder Kupfer bestehenden Rippen 2 mit Distanzhaltern 4 versehen, die durch Ausstanzen aus dem Blech der Rippen 2 und durch Umbiegen des ausgestanzten Teils in eine zur Rippe senkrecht verlaufende Ebene gebildet werden. Die Rippen sind an ihren Füssen 4a, das sind ihre parallel zur Rippenebene verlaufenden freien Seiten, länger als an ihren mit den Rippen verbundenen Seiten. Dies hat zur Folge, dass die Füsse einer Rippe nicht in die Löcher, die in der benachbarten Rippe durch Aus stanzen der Distanzhalter 4 entstanden sind, eindrin gen können.
Ausserdem sind die Rippen mit Wirbel flächen 5 versehen, die - ebenso wie die Distanz halter 4 - durch Ausstanzen aus dem Blech der Rippe und Umbiegen des ausgestanzten Teils in eine senkrecht zur Rippe verlaufende Ebene gebildet sind. Sowohl die Distanzhalter 4 als auch die Wirbel flächen 5 verlaufen parallel zu den langen Seiten der Rippen. Sie liegen also, da das die Aussenseite des Rohres 1 beaufschlagende gasförmige Medium eben falls parallel zu den langen Seiten der Rippen 2 strömt, in der Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums.
In dieser Richtung sind sie in Abständen hintereinander angeordnet, wobei die Abstände so gewählt sind, dass die von den Distanzhaltern 4 wie auch von den Wirbelflächen 5 verursachten Wirbel felder einander ablösen, d. h. sich aneinander an schliessen. Die Wirbelbildung wird ferner dadurch günstig beeinflusst, dass die in der Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums aufeinanderfolgenden Distanzhalter und Wirbelflächen seitlich gegenein ander versetzt angeordnet sind.
Beim Durchströmen des gasförmigen Mediums durch die zwischen den etwa parallel und in geringem Abstand zueinander angeordneten Rippen 2 befind lichen Zwischenräume werden sowohl durch die Distanzhalter 4 und Wirbelflächen 5 als auch die Kanten der durch das Ausstanzen der Wirbelflächen und Distanzhalter in den Rippen 2 gebildeten Durch brechungen etwa entstehende laminare Grenzschich- ten, die den Wärmeübergang behindern könnten, ständig abgelöst und neue Anlaufstrecken gebildet.
Durch die vorstehend beschriebene Anordnung und Ausbildung der Wirbelflächen wird erreicht, dass die von ihnen erzeugten Wirbelfelder sich aneinander anschliessen. Die hierdurch erzielte intensive Wirbe- lung hat einen erheblich besseren Wärmeübergang zwischen dem gasförmigen Medium und dem Rohr zur Folge, als dies bei laminarer Strömung der Fall wäre.
Heat exchanger tube provided with ribs When operating heat exchangers formed from tubes, especially those that are used to exchange heat between a gaseous medium located outside the tube and liquids or vapors carried inside the tube, difficulties arise because the heat transfer coefficient of the gas surrounding the pipe is considerably smaller than the heat transfer coefficient of the liquid or vapor in the pipe. It is therefore z. B. not possible that the tube the heat of a liquid located in it to the surrounding gas as quickly as it can absorb it from the liquid.
It is already known to take into account the different transfer of heat between the gas surrounding the pipe and the metal of the pipe on the one hand and the metal of the pipe and the liquid in it on the other hand, based on the unit area, in that the outer surface of the pipe passes through Attachment of ribs is enlarged. Such ribs can consist of metal strips wound onto the outer circumferential surface of the pipe in the form of a helical line or of individual metal sheets which are pushed onto the pipe at a distance from one another and fastened to it.
Since pipes with a circular cross-section - if they are acted upon on the outside by a particularly inevitably moving gas or air flow - oppose this with a relatively strong flow resistance and also lead to a strongly swirled, but unevenly acting upon the pipe circumference, there is also such pipes have a circumferential length that is small in relation to their cross-section - the heat transfer from the pipe to the gaseous medium acting on it on the outside is relatively poor.
In order to avoid these disadvantages, attempts have already been made to give the pipe cross-section an elongated shape which is favorable in terms of flow technology and heat transfer. For this purpose, tube cross-sections of elongated biconvex shape were chosen, the tubes essentially consisting of two cylinder jacket sections whose connecting points running along the tube are slightly rounded off by circular sections with a very small radius of curvature. Pipes designed in this way are arranged during operation in such a way that one of the two slightly rounded edges of the gas or pipe directed towards the pipe
Air flow is the first part of the pipe circumference acted upon. For this reason, these rounded edges are also referred to as inflow peaks.
It has been shown, however, that difficulties arise in heat exchangers both in the manufacture and in the use of these tubes with an elongated biconvex cross section and only slightly rounded inflow tips.
During the production of these pipes, which is usually done by cold drawing or cold rolling of round pipes, very high material stresses occur on the two upstream tips of the pipe, which either lead to the formation of cracks during the deformation or at least leave tensions in the finished pipe , through which its strength properties are adversely affected, so that the service life of the pipes produced in this way is only short.
When using these pipes for the heat exchange between a liquid medium flowing through them on the inside and a gaseous medium acting on them on the outside, it has proven to be particularly disadvantageous that, due to the relatively small hydraulic diameter of these pipes - that is four times the area cross-section divided by the circumferential length - the flow resistance for which the pipe is relatively large due to the flowing liquid or vapor medium.
In addition, there are low values for the heat transfer from the medium flowing inside the pipe to the pipe, as well as a comparatively high flow resistance for the usually gaseous medium acting on the outside of the pipe.
The invention has set itself the task of starting from the above-described known heat exchanger tube of non-circular cross-section with diametrically opposed inflow peaks to create a particular for air-cooled heat exchangers provided with ribs heat exchanger tube, which acts on the tube on the outside as The medium flowing through the pipe on the inside also opposes a low flow resistance and has particularly favorable heat transfer properties.
To solve this problem, the heat exchanger tube described above is improved according to the invention in that the inflow tips are designed as cylinder sections whose radii are approximately 0.3 to 0.4 times the minor axis of the tube, which is roughly elliptical in cross section.
The formation of the inflow tips as cylinder sections with a relatively large radius results in a considerable simplification in the manufacture of the pipes by cold forming, so that overstressing of the material, which could result in cracking or permanent stresses, can no longer occur. In addition, the formation of the inflow tips according to the invention has a considerable increase in the hydrau lic diameter and thus a reduction in the flow resistance for the pipe flowing through - mostly liquid or vapor medium result.
At the same time, there are particularly favorable flow properties of the pipe with respect to the gaseous medium acting on it from the outside. A further improvement of these properties can be achieved in that the large diameter of the approximately elliptical tube is dimensioned approximately 2.5 times its small diameter.
An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. 1 shows a side view of a heat exchanger tube with attached ribs, FIG. 2 shows a partially cut-away side view along the line I1-11 of FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section through the tube with a top view of a rib according to the line III-III of Fig. 1,
4 shows the dimensional relationships on the basis of a schematic cross section through a heat exchanger tube and FIG. 5 shows, on a larger scale, a longitudinal section through a connection point between a rib and the heat exchanger tube.
The heat exchanger tube 1, which can be made of any material, but is preferably made of steel, has - as can be seen from FIGS. 3 and 4 - an approximately elliptical cross section. The pipe 1 has two diametrically opposed flow heads la, which are formed by cylinder jacket sections each with an equal radius r.
The two cylinder jacket-shaped inflow domes la of the heat exchanger tube 1 are connected to one another by these tangent cylinder jacket sections of a substantially larger radius R, so that an ellipse-like cross section with a small axis <I> d </I> and a large axis <I > D </I> results. The radius r of the inflow dome la is chosen so that it is about 0.3 to 0.4 times - preferably 0.35 times - the minor axis d of the heat exchanger tube.
The ratio of the minor axis <I> d </I> to the major axis <I> D </I> of the heat exchanger tube is approximately 1: 2.5, with a tolerance of 1011 / o being permissible. The radius R of the long sides of the elliptical Rohrquerschnit tes forming cylinder jacket sections is preferably dimensioned approximately corresponding to 9 to 11 times the radius r of the inflow tips la.
The radii <I> r </I> and R and the axes <I> d </I> and <I> D </I> are each related to the external dimensions of the heat exchanger tube 1.
The placed on the tube rectangular Rip pen 2 are provided with a collar 3 which encloses the tube in a press fit. The collar 3 be seated a conical suit, which makes it easier to slide the rib onto the tube, but on the other hand the rib pushed onto the tube has a firm hold on it, so that unintentional displacement is excluded. In addition, a hollow space with a wedge-shaped cross-section is formed between the pipe wall and the Rip penfuss for receiving the solder or adhesive connecting the rib to the pipe.
The final connection of the ribs pushed onto the pipe can be made in various ways. On the one hand, it is possible to immerse the pipe with the slipped-on ribs in a dip solder bath, the metal of the dip solder bath producing a permanent connection between the seat surface of the ribs formed by the collar 3 and the outer surface of the pipe. The space located between the collar 3 and the tube is here completely filled by the solder, so that an excellent heat transfer is achieved between the tube and the rib.
By suitable surface treatment of the ribs and possibly also the parts of the tube located between the seating surfaces of the ribs, it is possible both to keep these surfaces free of the metal of the solder bath and to cover them with this, thereby simultaneously with the soldering on the tube and the ribs apply a layer of the solder, which is an effective protection against corrosion. On the other hand, the connection of the ribs to the tube can also be done in such a way that the tube with the attached ribs is immersed in a very thin plastic solution. After removing the tube from the solution, the plastic solution adhering to the tube and the ribs is removed from the solvent.
A thin layer of plastic forms on the free surfaces of the pipe and the ribs, which provides effective protection against corrosion. The part of the plastic solution located between the collar 3 of the ribs and the pipe surface, from which the solvent has also been removed, reduces its volume so much that it is no longer sufficient to fill the space between the collar and the pipe. After this, the pipe is expanded, for example by pressing in a pressure fluid or by pulling a mandrel through it, and the plastic located between the collar 3 of the ribs and the surface of the pipe is deformed to fill space, so that it becomes a thin one between the seat of the rib and the pipe surface , forms film filling all cavities.
As a result of its small thickness, this film hampers the heat transfer between tube and rib so little that, despite this intermediate layer, due to the complete lack of cavities between tube and rib, heat conduction is better than would be the case if the ribs were to widen simply by calling Tube would have been connected to the tube without prior immersion in the plastic solution. In addition, the plastic layer located between the collar of the ribs and the surface of the pipe prevents any corrosive media from penetrating into this space, so that good heat conduction between pipe and ribs is maintained for a very long time.
When immersing the finned tube in solder or plastic baths, if - as is usually the case - the inside of the tube should not be provided with a coating, the ends of which by suitable means, such as. B. rubber caps closed.
The dimensions of the ribs 2 are chosen so that their width is approximately twice and their length approximately four times the minor axis d of the tube 1. It has been shown that with this ratio between the dimensions of the ribs and those of the elliptical tube, optimum heat transfer between the tube provided with ribs on the outside and the gaseous medium acting on the tube can be achieved with the lowest possible cost of materials for the production of the Ribs reached. The thickness of the ribs is chosen so that it is about 11100 of their width.
The rib thickness also depends on the thermal conductivity and, to a certain extent, on the strength properties of the material from which the ribs are made. If copper ribs are used, they can generally be given a somewhat smaller thickness than if ribs made of sheet steel are used.
As can be seen in particular from FIGS. 1 to 3, the z. B. made of steel or copper ribs 2 provided with spacers 4, which are formed by punching out of the sheet metal of the ribs 2 and by bending the punched part in a plane perpendicular to the rib. The ribs are at their feet 4a, that is, their free sides running parallel to the rib plane, longer than on their sides connected to the ribs. As a result, the feet of a rib cannot penetrate into the holes that were created in the adjacent rib by punching out the spacer 4.
In addition, the ribs are provided with vortex surfaces 5, which - as well as the spacer holder 4 - are formed by punching out of the sheet metal of the rib and bending the punched part in a plane perpendicular to the rib. Both the spacers 4 and the vertebral surfaces 5 run parallel to the long sides of the ribs. So they are, since the gaseous medium acting on the outside of the tube 1 just if it flows parallel to the long sides of the ribs 2, in the flow direction of the gaseous medium.
In this direction they are arranged one behind the other at intervals, the intervals being selected so that the vortex fields caused by the spacers 4 and also by the vortex surfaces 5 separate from one another, i.e. H. to join together. The vortex formation is also favorably influenced in that the spacers and vortex surfaces that follow one another in the direction of flow of the gaseous medium are arranged laterally offset from one another.
When the gaseous medium flows through the intermediate spaces between the ribs 2, which are approximately parallel and slightly spaced from one another, both the spacers 4 and vortex surfaces 5 and the edges of the perforations formed in the ribs 2 by punching out the vortex surfaces and spacers Any laminar boundary layers that may arise, which could hinder the transfer of heat, are constantly being detached and new infeed sections are formed.
The above-described arrangement and design of the vortex surfaces ensures that the vortex fields generated by them adjoin one another. The intensive vortex achieved in this way results in a considerably better heat transfer between the gaseous medium and the pipe than would be the case with laminar flow.