Verdampferrohr mit optimierter Außenstruktur

Die Erfindung betrifft ein metallisches Wärmeaustauscherrohr zur Verdampfung von Flüssigkeiten aus Reinstoffen oder Gemischen auf der Rohraußenseite nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wärmeübertragung tritt in vielen technischen Prozessen auf, beispielsweise in der Kälte- und Klimatechnik oder in der Chemie- und Energietechnik. In Wärmeaustauschern wird Wärme von einem Medium auf ein anderes Medium übertragen. Die Medien sind üblicherweise durch eine Wand getrennt. Diese Wand dient als Wärmeübertragungsfläche und zur Trennung der Medien. Um den Wärmetransport zwischen den beiden Medien zu ermöglichen, muss die Temperatur des Wärme abgebenden Mediums höher sein als die Temperatur des Wärme aufnehmenden Mediums. Diesen Temperaturunterschied bezeichnet man als treibende Temperaturdifferenz. Je höher die treibende Temperaturdifferenz ist, desto mehr Wärme kann pro Einheit der Wärmeübertragungsfläche übertra- gen werden. Andererseits ist man oft bestrebt, die treibende Temperaturdifferenz klein zu halten, da dies Vorteile für die Effizienz des Prozesses hat. Es ist bekannt, dass durch die Strukturierung der Wärmeübertragungsfläche die Wärmeübertragung verbessert werden kann. Damit kann erreicht werden, dass pro Einheit der Wärmeübertragungsfläche mehr Wärme übertragen werden kann als bei einer glatten Oberfläche. Ferner ist es möglich, die treibende Temperatur- differenz zu reduzieren und damit den Prozess effizienter zu gestalten.

Eine oft verwendete Ausführungsform von Wärmetauschern sind Rohrbündel- Wärmeaustauscher. In diesen Apparaten werden häufig Rohre eingesetzt, die sowohl auf ihrer Innenseite als auch auf ihrer Außenseite strukturiert sind.

Strukturierte Wärmeaustauscherrohre für Rohrbündelwärmeaustauscher besitzen üblicherweise mindestens einen strukturierten Bereich sowie glatte Endstücke und eventuell glatte Zwischenstücke. Die glatten End- bzw. Zwischenstücke begrenzen die strukturierten Bereiche. Damit das Rohr problemlos in den Rohrbündelwärmeaustauscher eingebaut werden kann, darf der äußere Durchmesser der strukturierten Bereiche nicht größer sein als der äußere Durchmesser der glatten End- und Zwischenstücke.

Zur Erhöhung des Wärmeübergangs bei der Verdampfung wird der Vorgang des Blasensiedens intensiviert. Es ist bekannt, dass die Bildung von Blasen an Keimstellen beginnt. Diese Keimstellen sind meist kleine Gas- oder Dampfeinschlüsse. Solche Keimstellen lassen sich bereits durch Aufrauen der Oberfläche erzeugen. Wenn die anwachsende Blase eine bestimmte Größe erreicht hat, löst sie sich von der Oberfläche ab. Wenn im Zuge der Blasenablösung die Keimstelle durch nachströmende Flüssigkeit geflutet wird, kann der Gas- bzw. Dampfein- schluss durch Flüssigkeit verdrängt werden. In diesem Fall wird die Keimstelle inaktiviert. Dies lässt sich durch eine geeignete Gestaltung der Keimstellen vermeiden. Hierzu ist es notwendig, dass die Öffnung der Keimstelle kleiner ist als der unter der Öffnung liegende Hohlraum. Es ist Stand der Technik, derartig gestaltete Strukturen auf der Basis von integral gewalzten Rippenrohren herzustellen. Unter integral gewalzten Rippenrohren werden berippte Rohre verstanden, bei denen die Rippen aus dem Wandmaterial eines Glattrohres geformt wurden. Die Rippen sind also monolithisch mit der Rohrwand verbunden und können somit Wärme optimal übertragen. Solche Rippenrohre weisen über ihre gesamte Länge einen runden Querschnitt auf und die Außenkontur des Rippenrohrs ist koaxial zur Rohrachse. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, mit denen die zwischen benachbarten Rippen befindlichen Kanäle derart verschlossen werden, dass Verbindungen zwischen Kanal und Umgebung in Form von Poren oder Schlitzen bleiben. Da die Öffnung der Poren oder Schlitze kleiner ist als die Breite der Kanäle, stellen die Kanäle geeignet geformte Hohlräume dar, die Bildung und Stabilisierung von Blasenkeimstellen begünstigen. Insbesondere werden solche im Wesentlichen geschlossene Kanäle durch Umbiegen oder Umlegen der Rippen (US 3,696,861 , US 5,054,548,

US 7, 178,361 , US 7,254,964), durch Spalten und Stauchen der Rippen

(DE 27 58 526 A1 , US 4,577,381 ) und durch Kerben und Stauchen der Rippen (US 4,660,630, EP 0 713 072 A2, US 4,216,826, US 5,697,430, US 7,789, 127) erzeugt. Bei Strukturen, die mittels Umbiegen oder Spalten der Rippen hergestellt werden, ist es nachteilhaft, dass schon geringe, durch Fertigungstoleranzen oder Werkzeugverschleiß verursachte Änderungen in der Rippengeometrie zu einer leistungsreduzierenden Veränderung der Porenstruktur führen.

Die leistungsstärksten, kommerziell erhältlichen Rippenrohre für überflutete Verdampfer besitzen auf der Rohraußenseite eine Rippenstruktur mit einer Rippendichte von 55 bis 60 Rippen pro Zoll (US 5,669,441 , US 5,697,430,

DE 197 57 526 C1 ). Dies entspricht einer Rippenteilung von ca. 0,45 bis 0,40 mm. Prinzipiell ist es möglich, die Leistungsfähigkeit derartiger Rohre durch eine noch höhere Rippendichte bzw. kleinere Rippenteilung zu verbessern, da hierdurch die Blasenkeimstellendichte erhöht wird. Eine kleinere Rippenteilung erfordert zwangsläufig gleichermaßen feinere Werkzeuge. Feinere Werkzeuge sind jedoch einer höheren Bruchgefahr und schnellerem Verschleiß unterworfen. Die derzeit verfügbaren Werkzeuge ermöglichen eine sichere Fertigung von Rippenrohren mit Rippendichten von maximal 60 Rippen pro Zoll. Ferner wird mit abnehmender Rippenteilung die Produktionsgeschwindigkeit der Rohre kleiner und folglich werden die Herstellungskosten höher. Es ist bekannt, dass die Leistungsfähigkeit von Verdampferrohren erhöht werden kann, indem im Bereich des Kanalgrunds weitere Strukturen eingebracht werden. In EP 1 223 400 B1 werden hierfür hinterschnittene Sekundärnuten vorgeschlagen. In ähnlicher Weise wirken die in US 7,789,127 vorgeschlagenen, zusätzlichen lateralen Elemente an den Flanken der Rippen. In US 2008/0196876 A1 wird ein Rippenrohr beschrieben, das sowohl zur Verdampfung als auch zur Kondensation von Kältemitteln verwendet werden soll. Zur Intensivierung der Verdampfung sind die Kanäle zwischen den Rippen durch an den Rippenflanken angeordnete, laterale Werkstoffvorsprünge auf lediglich geringfügig unterschiedlichem Niveau bis auf Poren weitgehend verschlossen. Da diese Werkstoffvorsprünge wie eine nahezu geschlossene

Barriere für den Austausch von Flüssigkeit und Dampf wirken, stellt die Einhaltung der richtigen Porengröße eine Schwierigkeit dar. Weitere laterale

Werkstoffvorsprünge an der Rippenspitze tragen nicht zur Überdeckung der Kanäle bei, sondern sie dienen der Verbesserung der Wärmeübertragung bei Kondensation.

Als Aufgabe soll ein gegenüber dem Stand der Technik leistungsgesteigertes Wärmeaustauscherrohr zur Verdampfung von Flüssigkeiten auf der

Rohraußenseite bei gleichem rohrseitigen Wärmeübergang und Druckabfall sowie gleichen Herstellungskosten angegeben werden.

Die Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 wiedergegeben. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung. Die Erfindung schließt ein metallisches Wärmeaustauscherrohr zur Verdampfung von Flüssigkeiten auf der Rohraußenseite mit einer Rohrachse, mit einer

Rohrwand und mit auf der Rohraußenseite umlaufenden, integral ausgeformten Rippen ein. Die Rippen haben einen Rippenfuß, Rippenflanken und eine

Rippenspitze, wobei der Rippenfuß im Wesentlichen radial von der Rohrwand absteht. Zwischen zwei in Achsrichtung benachbarten Rippen befindet sich jeweils eine Nut. An den Rippenflanken sind laterale Werkstoffvorsprünge angeordnet, welche aus Material der Rippen gebildet sind. Erfindungsgemäß sind mindestens erste, zweite und dritte laterale Werkstoffvorsprünge derart angeordnet, dass die Nuten durch die Gesamtheit der Werkstoffvorsprünge weitgehend überdeckt sind, wobei die ersten, zweiten und dritten lateralen Werkstoffvorsprünge auf von der Rohrwand in Radialrichtung jeweils

unterschiedlich weit beabstandeten Niveaus gebildet sind. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf strukturierte Rohre zur Verwendung in Wärmeaustauschern, bei denen das Wärme aufnehmende Medium verdampft. Als Verdampfer werden häufig Rohrbündelwärmeaustauscher verwendet, in denen Flüssigkeiten von Reinstoffen oder Mischungen auf der Rohraußenseite verdampfen und dabei auf der Rohrinnenseite eine Sole oder Wasser abkühlen.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass bei Verdampferrohren

Leistungssteigerungen erzielt werden können, indem man die Nuten zwischen den Rippen durch Verformung der Rippen in geeigneter Weise verschließt, so dass eine hinterschnittene Struktur entsteht. Während des Blasensiedens befinden sich am Nutengrund im Bereich des Rippenfußes kleine Dampfeinschlüsse in den Nuten. Diese Dampfeinschlüsse sind die Keimstellen der Dampfblasen. Wenn die anwachsende Blase eine bestimmte Größe erreicht hat, löst sie sich aus der Nut zwischen den Rippen heraus und von der Rohroberfläche ab. Wird im Zuge der Blasenablösung die Keimstelle mit Flüssigkeit geflutet, dann wird die Keimstelle deaktiviert. Die Struktur auf der Rohroberfläche muss also derart gestaltet sein, dass beim Ablösen der Blase eine kleine Blase zurück bleibt, die dann als Keimstelle für einen neuen Zyklus der Blasenbildung dient. Untersuchungen haben gezeigt, dass es für den Prozess der Blasenbildung vorteilhaft ist, wenn die Nuten durch an beiden Flanken der Nuten ausgebildete, laterale Werkstoffvorsprünge, welche auf mindestens drei von der Rohrwand in Radialrichtung unterschiedlich weit beabstandeten Niveaus aus Material der Rippenflanke oder der Rippenspitze gebildet sind, weitgehend überdeckt sind. Hierbei tragen die Werkstoffvorsprünge von mindestens drei Niveaus jeweils einen signifikanten Anteil zur Überdeckung der Nuten bei. Durch das weitgehende, nahezu vollständige Überdecken der Nuten mittels der erfindungsgemäßen lateralen Werkstoffvorsprünge wird verhindert, dass die kleinen Dampfeinschlüsse während des Blasensiedens aus den Nuten entweichen können. Somit werden die Blasenkeimstellen besser in den Nuten festgehalten als bei aus dem Stand der Technik bekannten Strukturen. Das Eindringen von Flüssigkeit in die Nuten wird soweit reduziert, dass selbst kleine Blasenkeimstellen nicht geflutet werden. Der gebildete Dampf wird so lange in der Struktur festgehalten, bis die

Dampfblase eine ausreichende Größe erreicht hat, um sich von der

Blasenkeimstelle abzulösen.

Als Maß für den Überdeckungsgrad der Nuten kann der bei radialer Blickrichtung sichtbare Anteil des Nutengrunds bezogen auf die äußere Rohroberfläche gewählt werden. Unter äußerer Rohroberfläche wird hier die mit dem äußeren Rohrdurchmesser gebildete Glattrohroberfläche (=Hüllfläche) verstanden.

Untersuchungen zeigen, dass die Verdampfungsleistung umso besser ist, je geringer der sichtbare Anteil des Nutengrunds ist. Eine weitgehende Überdeckung der Nuten im Sinne dieser Erfindung liegt dann vor, wenn der bei radialer

Blickrichtung sichtbare Anteil des Nutengrunds bezogen auf die äußere

Rohroberfläche nicht mehr als 10% beträgt. Die Größe der Dampfeinschlüsse, die als Blasenkeimsteile wirken, ist abhängig von den Eigenschaften des zu verdampfenden Stoffs, dem Druck und den lokalen Temperaturverhältnissen, insbesondere der Übertemperatur der Rohrwand in Bezug auf die Verdampfungstemperatur. Damit die Dampfeinschlüsse eine ausreichende Größe annehmen können, ist es von Vorteil, den auf die Rohrwand bezogenen Abstand der lateralen Werkstoffvorsprünge, die am nächsten zur Rohrwand ausgebildet sind, größer als die halbe Nutbreite zu wählen. Die Breite W der Nut wird zwischen den Rippenflanken oberhalb des Rippenfußes gemessen. Diese Werkstoffvorsprünge sind folglich im Bereich der Rippenflanke oberhalb des Rippenfußes angeordnet.

Die lateralen Werkstoffvorsprünge können in Rohrumfangsrichtung kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgebildet sein. Kontinuierlich ausgebildete laterale Werkstoffvorsprünge ändern ihren Querschnitt entlang der Rohrumfangsrichtung nur unwesentlich. Diskontinuierlich ausgebildete laterale Werkstoffvorsprünge ändern ihren Querschnitt entlang der Rohrumfangsrichtung wesentlich; sie können sogar an manchen Stellen unterbrochen sein. Es ist ferner möglich, einen Teil der lateralen Werkstoffvorsprünge kontinuierlich und einen anderen Teil der lateralen Werkstoffvorsprünge diskontinuierlich auszubilden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung können die Nuten so weit überdeckt sein, dass bei radialer Blickrichtung der Nutengrund auf höchstens 4 % der Rohroberfläche sichtbar ist. Dies kann durch eine geeignete Dimensionierung der Rippen und der lateralen Werkstoffvorsprünge erreicht werden. Die

Werkstoffvorsprünge können an beiden Flanken der Nut ausgebildet sein.

Insbesondere können die Breite W der Nuten und die laterale Erstreckung der Werkstoffvorsprünge auf einander abgestimmt sein.

Vorzugsweise können die Nuten so weit überdeckt sein, dass bei radialer

Blickrichtung der Nutengrund höchstens 2 % der Rohroberfläche sichtbar ist. Wiederum können an beiden Flanken der Nut Werkstoffvorsprünge ausgebildet sein.

Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kann realisiert werden, wenn die Nuten beispielsweise durch an beiden Flanken der Nut ausgebildete Werkstoffvorsprünge so weit überdeckt sind, dass bei radialer Blickrichtung der Nutengrund nicht sichtbar ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung können auf mindestens einem Niveau die lateralen Werkstoffvorsprünge in Rohrumfangsrichtung diskontinuierlich ausgebildet sein. Dadurch werden diskrete Öffnungen bzw. Poren im System der lateralen Werkstoffvorsprünge gebildet. Der Transport von Flüssigkeit und Dampf findet dann durch diese Öffnungen statt. Um den Prozess der Blasenbildung gezielt beeinflussen zu können, ist es günstig, die in Rohrumfangsrichtung diskontinuierlich ausgebildeten, lateralen

Werkstoffvorsprünge der unterschiedlichen Niveaus zueinander nicht in zufälliger Weise anzuordnen, sondern diese in Umfangsrichtung des Rohres in

vorgegebener Weise und zueinander korreliert zu positionieren. Dadurch kann eine optimale Struktur auf der gesamten Rohroberfläche erzeugt werden.

In besonders vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung können auf mindestens zwei Niveaus die lateralen Werkstoffvorsprünge in Rohrumfangsrichtung diskontinuierlich ausgebildet sein und die lateralen Werkstoffvorsprünge dieser Niveaus zueinander in Rohrumfangsrichtung zumindest teilweise versetzt angeordnet sein. Durch die teilweise versetzte Anordnung der Werkstoffvorsprünge entsteht ein System von unterbrochenen Ebenen mit Durchgängen. Die Querschnittsflächen der Durchgangsöffnungen sind größer als bei radialer Blickrichtung erkennbar. Der entstehende Dampf kann somit die Nut ohne großen Widerstand verlassen. Gleichzeitig kann Flüssigkeit nicht auf direktem Weg von der Umgebung in den Nutengrund vordringen, da der Nutengrund durch die erfindungsgemäßen Werkstoffvorsprünge weitgehend überdeckt ist. Dies verhindert wirkungsvoll die Flutung von Blasenkeimstellen und stabilisiert so den Vorgang des Blasensiedens. Es wird also eine Struktur gebildet, die Flüssigkeits- zufuhr und Dampfabtransport in günstiger Weise ins Gleichgewicht bringt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Nuten so weit überdeckt sein, dass bei radialer Blickrichtung der Nutengrund nur durch

Öffnungen mit einer Fläche von maximal 0,007 mm ² sichtbar ist. Aufgrund von statistischen Schwankungen des Fertigungsprozesses kann es sein, dass einzelne Öffnungen größer als 0,007 mm ² sind. Dem Fachmann ist verständlich, dass die mittlere Fläche der Öffnungen nicht größer als 0,007 mm ² sein soll, wobei die Streuung der Öffnungsgröße vorzugsweise so klein gewählt wird, dass die Leistung der Struktur nicht negativ beeinflusst wird. Bei diskontinuierlich ausgebildeten, sich regelmäßig wiederholenden lateralen Werkstoffvorsprüngen können die Teilung und die Erstreckung der Werkstoffvorsprünge in

Umfangsrichtung angepasst werden, um den Nutengrund entsprechend zu überdecken. Je geringer der bei radialer Blickrichtung sichtbare Teil des

Nutengrunds ist, desto besser ist die Verdampfungsleistung.

Ferner kann eine weitere vorteilhafte Ausführungsform vorliegen, wenn auf mindestens einem Niveau die laterale Erstreckung der Werkstoffvorsprünge so groß ist, dass diese mit den lateralen Werkstoffvorsprüngen, die an der gegenüberliegenden Rippenflanke auf mindestens einem anderen Niveau gebildet sind, in Achsrichtung überlappen und dass der radiale Abstand dieser Werkstoffvorsprünge von der Rohrwand so gewählt ist, dass im Überlappungsbereich schmale Durchgänge zwischen den Werkstoffvorsprüngen verbleiben. Dadurch werden die Blasenkeimstellen besonders wirkungsvoll in der Nut festgehalten. Der Nutengrund ist an vielen Stellen in mehrfacher Weise überdeckt. Durch die schmalen Durchgänge im Überlappungsbereich wird der Austausch von Flüssigkeit und Dampf gewährleistet.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Rippen eines integral gewalzten Rippenrohrs mit Kerben versehen sein, die sich von der Rippenspitze in Richtung Rippenfuß erstrecken. Die Tiefe der Kerbung ist geringer als die Höhe der Rippen. Auf dem Niveau der Kerben bildet Material der Rippe, welches durch das Kerben radial verlagert wurde, erste laterale

Werkstoffvorsprünge, die die Nut zwischen zwei in Achsrichtung benachbarten Rippen auf einem ersten Niveau teilweise überdecken. Zwischen der Rippenspitze und dem Niveau der Kerben befinden sich zweite laterale Werkstoffvorsprünge, die die Nut auf einem zweiten Niveau teilweise überdecken. Die

Bereiche der Rippenspitze, die sich zwischen zwei in Rohrumfangsrichtung benachbarten Kerben befinden, sind in Achsrichtung verbreitet, so dass die verbreiteten Bereiche der Rippenspitze dritte laterale Werkstoffvorsprünge bilden, die die Nut auf einem dritten Niveau teilweise überdecken. Durch die Gesamtheit der Werkstoffvorsprünge werden die Nuten weitgehend überdeckt. Die ersten Werkstoffvorsprünge, die durch das Kerben der Rippe gebildet wurden, und die dritten Werkstoffvorsprünge an der Rippenspitze sind in Rohrumfangsrichtung diskontinuierlich ausgebildet. Zueinander sind diese beiden Werkstoffvorsprünge versetzt angeordnet. Die zweiten lateralen Werkstoffvorsprünge können durch im Wesentlichen radiales Verlagern von Material der Rippenspitze gebildet werden. Sie können diskontinuierlich oder nahezu kontinuierlich ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform sind die ersten, zweiten und dritten lateralen

Werkstoffvorsprünge in Umfangsrichtung in einer vorgegebenen Korrelation zueinander angeordnet. Die lateralen Werkstoffvorsprünge sind dann geeignet gestaltet, wenn bei radialer Blickrichtung von außen der Nutengrund auf weniger als 4 % der Rohroberfläche sichtbar ist. Im Idealfall ist der Nutengrund von außen nicht mehr sichtbar. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der schematischen

Zeichnungen näher erläutert.

Darin zeigen:

Fig. 1 zeigt schematisch eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen

Rippenrohrs;

Fig. 2 zeigt die Außenansicht eines erfindungsgemäßen Rippenrohrs mit teilweise sichtbarem Nutengrund;

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Rippenrohrs in der Schnittebene A-A;

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Rippenrohrs in der Schnittebene B-B;

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Rippenrohrs in der Schnittebene C-C;

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Rippenrohrs in der Schnittebene D-D;

Fig. 7 zeigt die Außenansicht eines erfindungsgemäßen Rippenrohrs mit nicht sichtbarem Nutengrund;

Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 7 dargestellten Rippenrohrs in der Schnittebene A-A;

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 7 dargestellten Rippenrohrs in der Schnittebene B-B;

Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 7 dargestellten Rippenrohrs in der Schnittebene C-C;

Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 7 dargestellten Rippenrohrs in der Schnittebene D-D.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Das integral gewalzte Rippenrohr 1 gemäß den Figuren 1 bis 11 weist eine

Rohrwand 2 und auf der Rohraußenseite 21 eine oder mehrere schraubenlinien- förmig umlaufende Rippen 3 auf. Um die Herstellkosten gering zu halten, laufen die Rippen 3 üblicherweise wie ein mehrgängiges Gewinde um. Der Fall, dass nur eine Rippe 3 wie ein eingängiges Gewinde umläuft, macht hinsichtlich der

Erfindung keinen Unterschied. Deshalb ist dieser Fall in der Erfindung mit eingeschlossen, auch wenn der Begriff .Rippen' immer im Plural verwendet wird. Die Rippen 3 stehen im Wesentlichen radial von der Rohrwand 2 ab. Die

Rippen 3 haben einen Rippenfuß 31 , Rippenflanken 32 und eine Rippenspitze 33. Im Bereich des Rippenfußes 31 weisen die Rippen 3 eine gekrümmte Kontur auf, die mittels eines Krümmungsradius beschrieben werden kann. Der Rippenfuß 31 erstreckt sich in Radialrichtung von der Rohrwand 2 bis zu dem Punkt, an dem die gekrümmte Kontur der Rippe 3 in die Rippenflanke 32 übergeht. Die

Rippenflanke 32 erstreckt sich vom Rippenfuß 31 bis zur Rippenspitze 33. Die Rippenhöhe H wird von der Rohrwand 2 bis zur Rippenspitze 33 gemessen. Alle Rippen haben die gleiche Höhe H. Die Rippenhöhe H beträgt typischerweise 0,5 bis 0,7 mm und somit je nach Rohrdurchmesser zwischen 2 % und 5 % des Rohrdurchmessers. Zwischen zwei in Achsrichtung benachbarten Rippen 3 befindet sich jeweils eine Nut 35. Die Nuten 35 sind mindestens doppelt so breit wie der Krümmungsradius am Rippenfuß 31. Die Breite W der Nut 35 wird zwischen den Rippenflanken 32 oberhalb des Rippenfußes 31 gemessen.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Rippenrohres 1 längs zur Rohrachse. An der linken Seite jeder Rippe 3 befinden sich oberhalb des Rippenfußes 31 erste laterale Werkstoffvorsprünge 41. An der rechten Seite jeder Rippe 3 befinden sich zweite laterale Werkstoffvorsprünge 42, die von der

Rohrwand 2 weiter beabstandet sind, als die ersten Werkstoffvorsprünge 41. Die zweiten Werkstoffvorsprünge 42 sind unterhalb der Rippenspitze 33 an der Rippenflanke 32 angeordnet. Ferner befinden sich an der linken Seite jeder Rippe 3 auf Höhe der Rippenspitze 33 dritte laterale Werkstoffvorsprünge 43. Die dritten lateralen Werkstoffvorsprünge 43 sind von der Rohrwand 2 weiter beabstandet als die zweiten Werkstoffvorsprünge 42. Die ersten

Werkstoffvorsprünge 41 und die zweiten Werkstoffvorsprünge 42 erstrecken sich lateral derart über die Nut 35, dass ein Überlapp in Axialrichtung zwischen den ersten 41 und den zweiten 42 Werkstoffvorsprüngen jeweils benachbarter Rippen 3 gebildet wird. Da die ersten 41 und zweiten 42 Werkstoffvorsprünge unterschiedlich weit von der Rohrwand 2 beabstandet sind, verbleibt zwischen ersten 41 und zweiten 42 Werkstoffvorsprüngen ein schmaler Durchgang 62. Die zweiten Werkstoffvorsprünge 42 und die dritten Werkstoffvorsprünge 43 erstrecken sich lateral derart über die Nut 35, dass ein Überlapp in Axialrichtung zwischen den zweiten 42 und den dritten 43 Werkstoffvorsprüngen jeweils benachbarter Rippen 3 gebildet wird. Da die zweiten 42 und dritten 43

Werkstoffvorsprünge unterschiedlich weit von der Rohrwand 2 beabstandet sind, verbleibt zwischen beiden Werkstoffvorsprüngen 42 und 43 ein schmaler

Durchgang 66. Die in Fig. 1 dargestellten Werkstoffvorsprünge 41 , 42 und 43 können in Rohrumfangsrichtung kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgebildet sein. Falls sie kontinuierlich ausgebildet sind, ist die in Fig. 1 dargestellte

Schnittansicht in jeder Schnittebene in Rohrumfangsrichtung in höchstens unwesentlich veränderter Form zu finden. In diesem Fall werden durch die Gesamtheit der lateralen Werkstoffvorsprünge 41 , 42 und 43 die Nuten 35 zwischen zwei in Achsrichtung benachbarten Rippen 3 vollständig überdeckt, so dass der Nutengrund 36 von außen nicht sichtbar ist.

Fig. 2 zeigt die Außenansicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rippenrohres 1. Die Rippen 3 verlaufen in der Figur 2 in senkrechter Richtung, die Rohrachse verläuft in waagrechter Richtung. Die Rippen 3 sind mit Kerben 51 versehen, die sich von der Rippenspitze 33 in Richtung Rippenfuß erstrecken. Die Kerben 51 schließen mit den Rippen 3 vorzugsweise einen Winkel von ca. 45° ein. Auf dem Niveau der Kerben 51 bildet Material der Rippe 3 erste laterale Werkstoffvorsprünge 41 , die die Nut 35 zwischen zwei in Achsrichtung benachbarten Rippen 3 teilweise überdecken. Zwischen der Rippenspitze 33 und dem Niveau der Kerben 51 befinden sich zweite laterale Werkstoffvorsprünge 42, die die Nut 35 teilweise überdecken. Ferner sind die Bereiche 54 der Rippenspitze 33, die sich zwischen zwei in Rohrumfangsrichtung benachbarten Kerben 51 befinden, in Achsrichtung einseitig verbreitet, so dass die verbreiteten Bereiche 54 der Rippenspitze 33 dritte laterale Werkstoffvorsprünge 43 bilden, die die Nut teilweise überdecken. Die ersten lateralen Werkstoffvorsprünge 41 , die durch das Kerben der Rippe 3 gebildet wurden, und die dritten lateralen Werkstoffvorsprünge 43 an der Rippenspitze 33 sind in Rohrumfangsrichtung diskontinuierlich ausgebildet. Zueinander sind diese Werkstoffvorsprünge 41 und 43 versetzt angeordnet. Die zweiten lateralen

Werkstoffvorsprünge 42 können durch im Wesentlichen radiales Verlagern von Material der Rippenspitze 33 gebildet werden. Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, zwei in Rohrumfangsrichtung benachbarte zweite Werkstoffvorsprünge 42 nicht aneinander grenzen, dann sind sie diskontinuierlich ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform sind die ersten 41 , zweiten 42 und dritten 43 lateralen

Werkstoffvorsprünge in Umfangsrichtung in einer vorgegebenen Korrelation zueinander angeordnet. Ferner werden durch das Kerben der Rippe

Werkstoffvorsprünge 53 an den Flanken der Kerbe 51 gebildet. Diese

Werkstoffvorsprünge 53 verbinden die ersten lateralen Werkstoffvorsprünge 41 mit den zweiten 42 und dritten 43 lateralen Werkstoffvorsprüngen. Durch die Gesamtheit aller lateralen Werkstoffvorsprünge 41 , 42 und 43 sowie der

Werkstoffvorsprünge 53 an den Flanken der Kerben 51 werden die Nuten zwischen zwei in Achsrichtung benachbarten Rippen 3 weitgehend überdeckt. Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist der Nutengrund 36 bei radialer Blickrichtung von außen nur an wenigen Stellen sichtbar.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Rippenrohrs 1 in der Schnittebene A-A. An der linken Seite jeder Rippe 3 befinden sich oberhalb des Rippenfußes 31 erste laterale Werkstoffvorsprünge 41 , die durch das Kerben der Rippe 3 gebildet wurden. An der rechten Seite jeder Rippe 3 befinden sich zweite laterale Werkstoffvorsprünge 42, die von der Rohrwand 2 weiter beabstandet sind, als die ersten Werkstoffvorsprünge 41. Die zweiten Werkstoffvorsprünge 42 sind unterhalb der Rippenspitze 33 an der Rippenflanke 32 angeordnet. Die ersten Werkstoffvorsprünge 41 und die zweiten Werkstoffvorsprünge 42 erstrecken sich lateral derart über die Nut 35, dass ein Überlapp in Axialrichtung zwischen den ersten 41 und den zweiten 42 Werkstoffvorsprüngen jeweils benachbarter Rippen 3 gebildet wird. Deshalb ist in der Schnittebene A-A der Nutengrund 36 bei radialer Blickrichtung von außen nicht sichtbar. Da die ersten 41 und zweiten 42 Werkstoffvorsprünge unterschiedlich weit von der Rohrwand 2 beabstandet sind, verbleibt zwischen beiden Werkstoffvorsprüngen 41 und 42 ein schmaler Durchgang 62.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Rippenrohrs 1 in der Schnittebene B-B. Die Schnittebene ist so gewählt, dass sie ungefähr mittig in einer Kerbe 51 liegt. Das durch das Kerben der Rippen 3 verdränget Material an den Flanken 52 der Kerben 51 bildet in der Schnittebene B-B Werkstoffvorsprünge 53, die an beiden Seiten der Rippe 3 Y-artig angeordnet sind. In der Schnittebene B-B verbinden die Werkstoffvorsprünge 53 das Niveau der

Kerben 51 mit dem Niveau der zweiten lateralen Werkstoffvorsprünge 42. Die Werkstoffvorsprünge 53 an den Flanken 52 der Kerben 51 erstrecken sich derart über die Nut 35, dass zusammen mit den zweiten lateralen Werkstoffvorsprüngen 42 ein Überlapp in Axialrichtung zwischen den Werkstoffvorsprüngen 53 benachbarter Rippen 3 gebildet wird. Deshalb ist in der Schnittebene B-B der Nutengrund 36 bei radialer Blickrichtung von außen nicht sichtbar.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Rippenrohrs 1 in der Schnittebene C-C. An der rechten Seite jeder Rippe 3 befinden sich die bereits in Figur 3 ersichtlichen, zweiten lateralen Werkstoffvorsprünge 42. An der linken Seite jeder Rippe 3 befinden sich an der Rippenspitze 33 dritte laterale Werkstoffvorsprünge 43, die durch Verbreitern der Rippenspitze 33 gebildet wurden. Die dritten lateralen Werkstoffvorsprünge 43 sind von der Rohrwand 2 weiter beabstandet als die zweiten Werkstoffvorsprünge 42. Die zweiten

Werkstoffvorsprünge 42 und die dritten Werkstoffvorsprünge 43 erstrecken sich lateral derart über die Nut 35, dass ein Überlapp in Axialrichtung zwischen den zweiten 42 und den dritten 43 Werkstoffvorsprüngen jeweils benachbarter Rippen 3 gebildet wird. Deshalb ist in der Schnittebene C-C der Nutengrund 36 bei radialer Blickrichtung von außen nicht sichtbar. Da die zweiten 42 und dritten 43 Werkstoffvorsprünge unterschiedlich weit von der Rohrwand 2 beabstandet sind, verbleibt zwischen beiden Werkstoffvorsprüngen 42 und 43 ein schmaler Durchgang 66.

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Rippenrohrs 1 in der Schnittebene D-D. An der rechten Seite jeder Rippe 3 befinden sich die bereits in den Figuren 3 und 5 ersichtlichen, zweiten lateralen Werkstoffvorsprünge 42. An der linken Seite jeder Rippe 3 befinden sich an der Rippenspitze 33 die bereits in Figur 5 ersichtlichen, dritten lateralen Werkstoffvorsprünge 43, die durch

Verbreitern der Rippenspitze 33 gebildet wurden. Die dritten lateralen Werkstoffvorsprünge 43 sind von der Rohrwand 2 weiter beabstandet als die zweiten Werkstoffvorsprünge 42. Im Unterschied zur Schnittebene C-C erstrecken sich in der Schnittebene D-D die zweiten lateralen Werkstoffvorsprünge 42 weniger weit über die Nut 35, so dass kein Überlapp in Axialrichtung zwischen den zweiten 42 und den dritten 43 Werkstoffvorsprüngen jeweils benachbarter Rippen 3 gebildet wird. Deshalb ist in der Schnittebene D-D der Nutengrund 36 bei radialer

Blickrichtung von außen sichtbar. Durch die Gesamtheit aller lateralen

Werkstoffvorsprünge 41 , 42 und 43 sowie der Werkstoffvorsprünge 53 an den Flanken der Kerben 51 werden die Nuten 35 zwischen zwei in Achsrichtung benachbarten Rippen 3 weitgehend überdeckt, so dass bei der in Fig. 2 bis 6 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rippenrohrs der Nutengrund 36 von außen nur an wenigen Stellen sichtbar ist. Fig. 7 zeigt die Außenansicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rippenrohres 1. Die Rippen 3 verlaufen in der Figur 7 in senkrechter Richtung, die Rohrachse verläuft in waagrechter Richtung. Die Rippen 3 sind mit Kerben 51 versehen, die sich von der Rippenspitze 33 in Richtung Rippenfuß erstrecken. Die Kerben 51 schließen mit den Rippen vorzugsweise einen Winkel von ca. 45° ein. Auf dem Niveau der Kerben 51 bildet Material der Rippe 3 erste laterale Werkstoffvorsprünge 41 , die die Nut zwischen zwei in Achsrichtung benachbarten Rippen 3 teilweise überdecken. Zwischen der Rippenspitze 33 und dem Niveau der Kerben 51 befinden sich zweite laterale Werkstoffvorsprünge 42, die die Nut teilweise überdecken. Ferner sind die

Bereiche 54 der Rippenspitze 33, die sich zwischen zwei in Rohrumfangsrichtung benachbarten Kerben 51 befinden, in Achsrichtung einseitig verbreitet, so dass die verbreiteten Bereiche 54 der Rippenspitze 33 dritte laterale Werkstoffvorsprünge 43 bilden, die die Nut teilweise überdecken. Die ersten lateralen

Werkstoffvorsprünge 41 , die durch das Kerben der Rippe 3 gebildet wurden, und die dritten lateralen Werkstoffvorsprünge 43 an der Rippenspitze 33 sind in Rohrumfangsrichtung diskontinuierlich ausgebildet. Zueinander sind diese Werkstoffvorsprünge 41 und 43 versetzt angeordnet. Die zweiten lateralen Werkstoffvorsprünge 42 können durch radiales Verlagern der Rippenspitze 33 gebildet werden. Durch gleichzeitiges, geeignetes Verlagern des Materials der Rippenspitze 33 in Umfangsrichtung können sie dann in Rohrumfangsrichtung kontinuierlich oder nahezu kontinuierlich ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform sind die ersten 41 , zweiten 42 und dritten 43 lateralen Werkstoffvorsprünge in Umfangsrichtung in einer vorgegebenen Korrelation zueinander angeordnet. Ferner werden durch das Kerben der Rippe 3 Werkstoffvorsprünge 53 an den Flanken der Kerbe 51 gebildet. Diese Werkstoffvorsprünge 53 verbinden die ersten lateralen Werkstoffvorsprünge 41 mit den zweiten 42 und dritten 43 lateralen Werkstoffvorsprüngen. Durch die Gesamtheit aller lateralen Werkstoffvorsprünge 41 , 42 und 43 sowie der Werkstoffvorsprünge 53 an den Flanken der Kerben 51 werden die Nuten zwischen zwei in Achsrichtung benachbarten Rippen 3 vollständig überdeckt. Bei der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform ist der Nutengrund deshalb bei radialer Blickrichtung von außen nicht sichtbar. Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 7 dargestellten Rippenrohrs 1 in der Schnittebene A-A. An der linken Seite jeder Rippe 3 befinden sich oberhalb des Rippenfußes 31 erste laterale Werkstoffvorsprünge 41 , die durch das Kerben der Rippe 3 gebildet wurden. An der rechten Seite jeder Rippe 3 befinden sich zweite laterale Werkstoffvorsprünge 42, die von der Rohrwand 2 weiter beabstandet sind, als die ersten Werkstoffvorsprünge 41. Die zweiten Werkstoffvorsprünge 42 sind unterhalb der Rippenspitze 33 an der Rippenflanke 32 angeordnet. Die ersten Werkstoffvorsprünge 41 und die zweiten Werkstoffvorsprünge 42 erstrecken sich lateral derart über die Nut 35, dass ein Überlapp in Axialrichtung zwischen den ersten 41 und den zweiten 42 Werkstoffvorsprüngen jeweils benachbarter Rippen 3 gebildet wird. Deshalb ist in der Schnittebene A-A der Nutengrund 36 bei radialer Blickrichtung von außen nicht sichtbar. Da die ersten 41 und zweiten 42 Werkstoffvorsprünge unterschiedlich weit von der Rohrwand 2 beabstandet sind, verbleibt zwischen beiden Werkstoffvorsprüngen 41 und 42 ein schmaler Durchgang 62.

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 7 dargestellten Rippenrohrs 1 in der Schnittebene B-B. Die Schnittebene ist so gewählt, dass sie ungefähr mittig in einer Kerbe 51 liegt. Das durch das Kerben der Rippen 3 verdränget Material an den Flanken 52 der Kerben 51 bildet in der Schnittebene B-B Werkstoffvor- sprünge 53, die an beiden Seiten der Rippe 3 Y-artig angeordnet sind. In der Schnittebene B-B verbinden die Werkstoffvorsprünge 53 das Niveau der

Kerben 51 mit dem Niveau der zweiten lateralen Werkstoffvorsprüngen 42. Die Werkstoffvorsprünge 53 an den Flanken 52 der Kerben 51 erstrecken sich derart über die Nut 35, dass zusammen mit den zweiten lateralen Werkstoffvorsprün- gen 42 ein Überlapp in Axialrichtung zwischen den Werkstoffvorsprüngen 53 benachbarter Rippen 3 gebildet wird. Deshalb ist in der Schnittebene B-B der Nutengrund 36 bei radialer Blickrichtung von außen nicht sichtbar.

Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 7 dargestellten Rippenrohrs 1 in der Schnittebene C-C. An der rechten Seite jeder Rippe 3 befinden sich die bereits in Figur 8 ersichtlichen, zweiten lateralen Werkstoffvorsprünge 42. An der linken Seite jeder Rippe 3 befinden sich an der Rippenspitze 33 dritte laterale

Werkstoffvorsprünge 43, die durch Verbreitern der Rippenspitze 33 gebildet wurden. Die dritten lateralen Werkstoffvorsprünge 43 sind von der Rohrwand 2 weiter beabstandet als die zweiten Werkstoffvorsprünge 42. Die zweiten

Werkstoffvorsprünge 42 und die dritten Werkstoffvorsprünge 43 erstrecken sich lateral derart über die Nut 35, dass ein Überlapp in Axialrichtung zwischen den zweiten 42 und den dritten 43 Werkstoffvorsprüngen jeweils benachbarter Rippen 3 gebildet wird. Deshalb ist in der Schnittebene C-C der Nutengrund 36 bei radialer Blickrichtung von außen nicht sichtbar. Da die zweiten 42 und dritten 43 Werkstoffvorsprünge unterschiedlich weit von der Rohrwand 2 beabstandet sind, verbleibt zwischen beiden Werkstoffvorsprüngen 42 und 43 ein schmaler Durchgang 66. Fig. 1 1 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 7 dargestellten Rippenrohrs 1 in der Schnittebene D-D. An der rechten Seite jeder Rippe 3 befinden sich die bereits in den Figuren 8 und 10 ersichtlichen, zweiten lateralen Werkstoffvorsprünge 42. An der linken Seite jeder Rippe 3 befinden sich an der Rippenspitze 33 die bereits in Figur 10 ersichtlichen, dritten lateralen Werkstoffvorsprünge 43, die durch

Verbreitern der Rippenspitze 33 gebildet wurden. Die dritten lateralen Werkstoffvorsprünge 43 sind von der Rohrwand 2 weiter beabstandet als die zweiten Werkstoffvorsprünge 42. Im Unterschied zu der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform erstrecken sich bei der in Figur 1 1 dargestellten Ausführungsform die zweiten Werkstoffvorsprünge 42 und die dritten Werkstoffvorsprünge 43 lateral derart über die Nut 35, dass ein Überlapp in Axialrichtung zwischen den zweiten 42 und den dritten 43 Werkstoffvorsprüngen jeweils benachbarter Rippen 3 gebildet wird. Deshalb ist in der Schnittebene D-D der Nutengrund 36 bei radialer Blickrichtung von außen nicht sichtbar. Durch die Gesamtheit aller lateralen Werkstoffvorsprünge 41 , 42 und 43 sowie der Werkstoffvorsprünge 53 an den Flanken der Kerben 51 werden die Nuten 35 zwischen zwei in

Achsrichtung benachbarten Rippen 3 vollständig überdeckt, so dass bei der in Fig. 7 bis 1 1 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Rippenrohrs der Nutengrund 36 von außen nicht sichtbar ist. Es hat sich gezeigt, dass es günstig ist, die am nächsten bei der Rohrwand angeordneten lateralen Werkstoffvorsprünge auf einem Niveau anzuordnen, welches 40 % bis 50 % der Rippenhöhe H von der Rohrwand beabstandet ist. Die am weitesten von der Rohrwand beabstandeten lateralen Werkstoffvorsprünge befinden sich vorzugsweise auf dem Niveau der Rippenspitze. Sie sind also durch eine laterale Verbreiterung der Rippenspitze gebildet. Erfindungsgemäß befinden sich zwischen diesen beiden Niveaus weitere laterale Werkstoffvorsprünge, die auf einem Niveau angeordnet sind, welches 50 % bis 80 %, vorzugsweise 60 % bis 70 % der Rippenhöhe H von der Rohrwand beabstandet ist. Hierbei sollte der radiale Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Niveaus 15 % bis 30 %, vorzugsweise 20 % bis 25 % der Rippenhöhe H betragen.

Die laterale Erstreckung der Werkstoffvorsprünge beträgt vorzugsweise 35 % bis 75 % der Breite W der Nut. In besonders bevorzugter Ausführungsform gibt es mindestens zwei an gegenüberliegenden Rippenflanken und auf unterschied- lichem Niveau angeordnete Werkstoffvorsprünge, deren laterale Erstreckung zusammen mehr als 100 % der Nutbreite W beträgt. Dadurch wird gewährleistet, dass diese Werkstoffvorsprünge in Achsrichtung überlappen und gleichzeitig im Überlappungsbereich schmale Durchgänge verbleiben. Bezugszeichenliste

1 Wärmeaustauscherrohr

2 Rohrwand

21 Rohraußenseite

3 Rippe auf der Rohraußenseite

31 Rippenfuß

32 Rippenflanke

33 Rippenspitze

35 Nut

36 Nutengrund

41 erster Werkstoffvorsprung

42 zweiter Werkstoffvorsprung

43 dritter Werkstoffvorsprung

51 Kerbe

52 Flanke der Kerben

53 Werkstoffvorsprung an den Flanken der Kerben

54 Bereich der Rippenspitze zwischen den Kerben 62 Durchgang

66 Durchgang

H Rippenhöhe

W Nutbreite