CH549193A - HEAT EXCHANGE TUBE WITH INTERNAL RIBS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING. - Google Patents

HEAT EXCHANGE TUBE WITH INTERNAL RIBS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING.

Info

Publication number
CH549193A
CH549193A CH326972A CH326972A CH549193A CH 549193 A CH549193 A CH 549193A CH 326972 A CH326972 A CH 326972A CH 326972 A CH326972 A CH 326972A CH 549193 A CH549193 A CH 549193A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
ribs
flat
heat exchange
exchange tube
section
Prior art date
Application number
CH326972A
Other languages
German (de)
Original Assignee
Noranda Metal Ind
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Noranda Metal Ind filed Critical Noranda Metal Ind
Priority to CH326972A priority Critical patent/CH549193A/en
Publication of CH549193A publication Critical patent/CH549193A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/20Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • F28F1/422Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element with outside means integral with the tubular element and inside means integral with the tubular element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • F28F1/424Means comprising outside portions integral with inside portions

Description

  

  
 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeaustauschrohr mit Innenrippen und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wärmeaustauschrohres.



   Das Wärmeaustauschrohr nach der Erfindung ist mit nach innen vorspringenden Rippen auf seiner Umfangswand versehen. Ein Rohr solcher Art ist bekannt für seine Wärmeaustauscheigenschaften, welche sich von gut bis ausgezeichnet ändern, je nach der Innenrippenform und -grösse, der besonderen Wärmeaustauschverwendung und anderen Faktoren.



  Jedoch selbst diese Art von Rohren eignet sich nicht für bestimmte, genaue Wärmeaustauscherfordernisse bei verschiedenen Anwendungen. Hierfür gibt es verschiedene Gründe, unter denen der Hauptgrund darin besteht, dass der Wärmeaustausch der Rippen und auch der Umfangswand solch eines Rohres bei einem Durchströmen mit einem Strömungsmittel für bestimmte Zwecke unabhängig von der Höhe und Anzahl der Rippen unzulänglich ist.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmeaustauschrohr dieser Art zu schaffen, welches vielen exakten Wärmeaustauscherfordernissen entspricht, denen nicht mit den bekannten Wärmeaustauschrohren entsprochen werden kann.



   Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Umfangswand einen länglichen Querschnitt mit zwei im Abstand gegenüberliegenden, flachen oder gewölbten Wandabschnitten und zwei gegenüberliegenden, die flachen oder gewölbten Wandabschnitte verbindenden   lDbergangsabschnit-    ten und nach innen von der Wand vorspringende und in der Rohrlängsrichtung oder schräg zu dieser verlaufende, in Abständen angeordnete Metallrippen aufweist, und die Rippen auf den Wandabschnitten eine solche Höhe haben, dass sie gemeinsam in den gesamten Raum zwischen und mit oder ohne Abstand von den gegenüberliegenden Wandabschnitten reichen.



   Infolge des länglichen Querschnittes der Umfangswand und der Anzahl, Höhe und dem Abstand der Rippen ergibt sich die   Nlöglichkeit,    dass die Wärmeaustauschrohre für viele verschiedene Anwendungsgebiete ganz verschieden geformt werden können.



   Die Erfindung betrifft ferner, wie erwähnt, ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Wärmeaustauschrohres, bei welchem Verfahren der Innenraum eines mit Innenrippen versehenen, runden Rohres zu seinem Ausfüllen mit Rippen durch teilweises Abflachen von zwei gegenüberliegenden Seiten in einen länglichen Querschnitt mit zwei gegenüberliegenden flachen oder gewölbten parallelen Seiten mit einem Abstand reduziert wird, bei welchem sich die Rippen auf dem einen flachen oder gewölbten Wandabschnitt mit ihren Spitzen mindestens bis zur Höhe der Spitzen der Rippen auf dem anderen flachen oder gewölbten Wandabschnitt erstrecken.



  Bei einer solchen Formgebung des Wärmeaustauschrohres, welches zweckmässig mit  Flachrohr  bezeichnet wird, kann die Anzahl, die Höhe, der Abstand und die Richtung der Rippen aus der weiten Verschiedenheit von Rippenmustern und Grössen ausgewählt werden, welche ohne Schwierigkeit in runden, röhrenförmigen Rohlingen nach verschiedenen bekannten Verfahren geformt werden können, die aber kaum und niemals in der Praxis bei einem flachen Rohr hergestellt werden können.

  Die Umgestaltung eines runden Rohrrohlings, insbesondere mit schraubenlinienförmigen Innenrippen, in ein flaches Rohr bringt die Rippen in eine gänzlich neue und äusserst wirksame gegenseitige Beziehung, indem die dann gera den Rippen auf den entsprechenden flachen Wandabschnitten sich abstützen und zueinander schräg verlaufen und sich über kreuzen, mit dem Ergebnis, dass diese Rippen einen wesent lichen Teil des durch den gänzlich mit Rippen versehenen
Durchgang in dem Rohr fliessenden Strömungsmediums an jedem Kreuzungsabschnitt des Rohres scharf unterteilen und in verschiedene Richtungen lenken.



   Gemäss einer Weiterbildung des Wärmeaustauscherohres nach der Erfindung wird der Wärmeaustausch mit einem hindurchströmenden Strömungsmedium weiterhin dadurch begünstigt, dass die flachen oder gewölbten Wandabschnitte parallel zueinander angeordnet sind und die Rippen einteilig mit der Wand verbunden sind, Spitzen aufweisen und von solcher Höhe sind, dass sie sich auf jedem flachen oder gewölbten Wand abschnitt mit ihren Spitzen mindestens bis zur Höhe der Spitzen der Rippen auf dem gegenüberliegenden Wandabschnitt erstrecken.

  Bei dieser Anordnung ist der Weg des Strömungsmediums durch das Rohr an den Rippen vorbei sogar noch gewundener. insbesondere dort, wo die Rippen an den gegenüberliegenden flachen oder gewölbten Wandabschnitten sich überkreuzen. so dass sich eine zusätzliche Ablenkung des Strömungsmediums innerhalb der Kanäle zwischen aufeinanderfolgenden Rippen über die Spitzen von gegenüberliegenden, in den Umfang der Kanäle vorspringenden Rippen ergibt. Dort. wo die Rippen auf den gegenüberliegenden flachen oder gewölbten Wandabschnitten zueinander geneigt sind und sich überkreuzen. geben die Rippen in den Bereich ihrer gegenseitigen Druckstellen an den Kreuzungspunkten dadurch nach. dass sie sich eindrücken lassen und sich dort ohne Zerstörung miteinander verriegeln.



   Gemäss einer weiteren Ausführungsart des Verfahrens nach der Erfindung kann das Wärmeaustauschrohr anschliessend weiter deformiert oder in Längsrichtung gekrümmt ausgeführt werden, um auf diese Weise das Rohr gegen ein Auseinanderspreizen seiner gegenüberliegenden flachen Wandabschnitte unter Druckeinwirkung des hindurchströmenden Mediums zu verstärken.



   Weiterhin kann das Wärmeaustauschrohr selbst bei einer aussergewöhnlichen Länge und Wärmeaustauscheigenschaften dadurch in Längsrichtung sehr stark verkürzt werden, dass das Rohr in mehr oder weniger dicht nebeneinanderliegende, schraubenlinienförmige Windungen, beispielsweise um einen zylindrischen Dorn. gebogen wird.



   Schliesslich kann bei einem Wärmeaustausch-Rohr nach der Erfindung aufgrund von zusätzlichen äusseren Rippen die Wärmeaustauscheigenschaft begünstigt werden. Die Aussenrippen auf dem runden Rohrrohling können in der Längsrichtung parallel oder schraubenlinienförmig um die Rohrachse verlaufen, wobei sich weder axiale noch schraubenlinienförmige Aussenrippen bei einem ordnungsgemässen teilweisen Abflachen des Rohlings gegenseitig stören, wenn man für einen genügenden Abstand der äusseren Rippen in dem Rohlingbearbeitungswerkzeug sorgt.



   Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.



   Fig.   list    eine Draufsicht auf ein Wärmeaustauschrohr nach der Erfindung.

 

   Fig.   7    und 3 sind Schnitte nach den Linien   2-2    und 3-3 der Fig. 1 und   2.   



   Fig. 4 ist ein Querschnitt durch einen runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohling, aus welchem das Rohr nach Fig. 1-3 geformt worden ist.



   Fig. 5 ist ein Schnitt durch den Rohling nach der Linie 5-5 der Fig. 4.



   Fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform des Wärmeaustauschrohres.



   Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6.



   Fig. 8 zeigt in einem in grösserem Masstab dargestellten Schnitt durch einen Teil des abgeänderten Rohres einen Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7.



   Fig. 9 ist ein Querschnitt durch eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform eines Wärmeaustauschrohres nach der Erfindung.



   Fig. 10 ist ein Schnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 9.  



   Fig. 11 ist ein Querschnitt durch eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform eines Wärmeaustauschrohrs nach der Erfindung.



   Fig. 12 zeigt eine Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens bei der Herstellung eines Wärmeaustauschrohres nach der Erfindung.



   Fig. 13 zeigt einen abgeänderten Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung eines Wärmeaustauschrohres nach der Erfindung.



   Fig. 14 ist ein Querschnitt durch eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform des Wärmeaustauschrohrs.



   Fig. 15 zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt eine andere Ausführungsform des Wärmeaustauschrohrs, in einer Wärmeaustauscheinheit eingebaut.



   Fig. 16 ist ein Schnitt nach der Linie 16-16 in Fig. 15.



   Fig. 17 zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt ein abge ändertes Wärmeaustauschrohr nach der Erfindung, in einer Wärmeaustauscheinheit eingebaut.



   Fig. 18 zeigt in Ansicht ein Wärmeaustauschrohr mit einer Verdrehung in Längsrichtung.



   Fig. 19 ist ein Schnitt durch ein Wärmeaustauschrohr, das auch im Querschnitt gekrümmt ausgebildet ist.



   Fig. 20 zeigt in schaubildlicher Ansicht ein Wärme aus tauschrohr, das in Längsrichtung in aufeinanderfolgende schraubenlinienförmige Windungen gebogen ist.



   Fig. 21 ist ein Querschnitt durch das Wärmeaustauschrohr nach einer weiterhin abgeänderten Ausführungsform.



   Fig. 22 ist ein Querschnitt durch einen runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohling, von welchem das Wärme aus tauschrohr nach Fig. 21 geformt ist.



   Fig. 23 ist ein Querschnitt durch ein Wärmeaustauschrohr nach einer weiterhin abgeänderten Ausführungsform der Erfindung.



   Ein Wärmeaustauschrohr 10 weist eine Umfangswand 12 aus Metall von länglichem Querschnitt und eine Mehrzahl von Metallrippen 14 mit Spitzen 16 auf. Die Umfangswand 12 enthält zwei flache, gegenüberliegende und vorzugsweise parallele Wandabschnitte 18 und gegenüberliegende Übergangsabschnitte 20, welche die flachen Wandabschnitte 18 miteinander verbinden, wobei die flachen Wandabschnitte 18 in diesem Beispiel den grössten Teil der Wand 12 bilden. Die Rippen 14, welche nach innen von der Wand 12 vorstehen und vorzugsweise einteilig damit sind, haben dieselbe Höhe, die derart ist, dass sich die Rippen auf jedem flachen Wandabschnitt 18 mit ihren Spitzen 16 bis zu der Höhe der Spitzen der Rippen auf dem gegenüberliegenden flachen Wandabschnitt (Fig. 2) erstrecken, so dass der gesamte Innenraum des flachen Rohres innerhalb des Bereiches der Rippen liegt.

  Aufeinanderfolgende Rippen an der Wand 12 haben vorzugsweise den gleichen Abstand, und die Rippen an jedem flachen Wandabschnitt 18 verlaufen parallel zueinander und schräg zu der Längsachse x des Rohres, wobei die Rippen an den entsprechenden Wandabschnitten 18 auch zueinander geneigt sind und sich überkreuzen (Fig. 3).



   Wenn der Innenraum des flachen Rohres innerhalb des vollen Bereiches der Rippen 14 liegt, wird der gesamte Durchfluss durch das Rohr in einzelne Stromkanäle 22 unterteilt, was einen guten Wärmeaustausch zwischen dem durch das Rohr fliessenden Strömungsmedium und den Rippen 14 wie auch der Umfangswand 12 des Rohres hat. Ein Wärmeaustausch zwischen solch einem Strömungsmedium und den Rippen und der Umfangswand des Rohres wird noch durch die Neigung der Kanäle 22 auf den gegenüberliegenden abgeflachten Wandabschnitten 18 (Fig. 3) dadurch gesteigert, dass sie einen grossen Teil des Strömungsmediums, welches darin an jedem Querschnitt des Rohres fliesst, scharf unterteilt und in die verschiedenen Kanäle ablenkt.



   Das flache bzw. abgeflachte Metallrohr 10 wird vorzugsweise aus einem runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohling 24 (Fig. 4) und 5) nach einem ausserordentlich einfachen Verfahren hergestellt. Die Umfangswand des Rohlings 24 hat gleiche Dicke und Umfang wie die Wand 12 des Flachrohres 10, und die Rippen des Rohlings haben die gleiche Höhe und Dicke und auch den gleichen Abstand wie die Rippen 14 des Rohres, wobei die Umfangswand und die Rippen des Rohlings zweckmässig durch die Bezugszeichen 12 und 14, d. h. die gleichen wie ihre Gegenstücke bei dem Flachrohr bestimmt sind.



   Ferner erstrecken sich die Rippen 14 auf der runden Wand 12 des Rohlings 24 in der Längsrichtung schraubenlinienförmig unter dem gleichen Steigungswinkel auf der ganzen Länge (Fig. 5).



   Der mit Innenrippen versehene Rohrrohling 24 selbst kann auf verschiedene bekannte Art und Weise hergestellt werden, welche ein Löten oder ein anderweitiges Verbinden von eingefügten Rippen an die runde Wand des Rohlings aufweisen, aber vorzugsweise durch Verschiebung bzw. Verdrängung des Metalls aus der Wand des Rohlings in Nuten eines Dornes zur Bildung der einteiligen Rippen 14 mit der Wand nach verschiedenen bekannten Verfahren. Ein solches Verfahren ist in dem US-Patent No 3 422 518 beschrieben, bei welchem Verfahren ein äusseres Einziehen oder Gesenkschmieden eines zylindrischen Rohrrohlings gegen einen mit Nuten versehenen Dorn in einem einzigen Durchgang des Rohlings über und über den Dorn hinaus erfolgt, wobei Metall aus der Rohlingswand in die Dornnuten zur Ausbildung der Rippen verdrängt wird.

  Dieses Verfahren wird bevorzugt, nicht nur, weil es in höchstem Masse wirksam ist und sich zur Ausbildung eines mit Innenrippen versehenen Rohrrohlings von jeder gewünschten Rippenausbildung und Grösse eignet, sondern auch, weil das Gesenkschmieden oder Einziehen des Rohlings über den Dorn eine sehr weitgehende Verlängerung des Rohlings zur Folge hat. Solch eine ausgedehnte Verlängerung des Rohlings und die Bildung der Rippen ausschliesslich von Metall aus der Rohlingswand hat eine erhebliche Herabsetzung der Wanddicke des fertigen, mit Innenrippen versehenen Rohrrohlings zur Folge, was bei der Wärmeübertragung der Rohrwandung und damit also des ganzen Rohres mit einem umgebenden, temperaturverändernden Medium, wie beispielsweise ein Kühlmittel, von grossem Vorteil ist.



   Das Verfahren zum Formen des mit Innenrippen versehenen Rohrrohlings 24 in das Flachrohr 10 besteht in einfacher Weise darin, den Rohling, zur Bildung gegenüberliegender Wandteile, in die flachen, parallelen Wandabschnitte 18 umzubilden, woraus sich die Bildung des Flachrohres 10 ergibt.



  Solch ein teilweises Abflachen des runden Rohlings 24 kann auf jede geeignete Art und Weise erreicht werden, beispielsweise dadurch, dass der Rohling zwischen sich drehenden Gegenrollen 30 und 32 in Richtung des Pfeiles 24 (Fig. 12) läuft oder durch ein Gesenk 36 in Richtung des Pfeiles 38 (Fig. 13) gezogen wird.

 

   Somit ist die Umfangswand 12 des Flachrohres 10 tatsächlich die gleiche Wand 12 des Rohlings 24, welche die gleiche Dicke und Umfangsausdehnung behält. Somit ist auch klar, dass die Rippen 14 des Rohlings 24 und des Flachrohres 10 die gleichen sind und ihre Höhe und Dicke und dass sie auch ihren gegenseitigen Abstand beibehalten. Weiterhin werden im Verlaufe des teilweisen Abflachens des runden Rohlings 24 die schraubenlinienförmig verlaufenden Rippen 14 über die Ausdehnung der flachen Wandabschnitte 18 in eine gerade Ausführung (Fig. 3) gestreckt.



   Um die Rippen 14 für alle praktischen Zwecke innerhalb des vollen Bereiches des Innenraumes des Flachrohres 10 zu bringen, müssen die Rippen in dem runden Rohrrohling offensichtlich Abstand von der Achse des Rohlings haben. Hierbei  hat sich herausgestellt, dass sich die Rippenhöhe bei einem gegebenen Innendurchmesser des Rohlings in weitem Umfange von kleiner als die Dicke der Rohlingsumfangswand bis ein Mehrfaches solcher Wanddicke ändern kann, wobei die Rippen von jeder Höhe innerhalb dieses weiten Bereiches einen ausreichenden Abstand von der Rohlingsachse für die Umformung des Rohrrohlings in ein Flachrohr haben, wobei die Rippen den vollen Innenbereich des Rohres einnehmen.



  Innerhalb dieses weiten Bereiches von Rippenhöhe und bei zur Verfügung stehenden runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohlingen von sehr verschiedenen Rippenformen und -grössen ist es möglich, in weitem Umfang unterschiedliche, flache, mit Innenrippen versehene Rohre zu erhalten, was nicht nur gute Wärmeaustauscheigenschaften hat, sondern auch anderen Anforderungen wie beispielsweise einer besonderen mengenmässigen Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmediums durch das Rohr entspricht oder einen Druckabfall des hindurchfliessenden Strömungsmediums in dem Rohr in vorgeschriebenen Grenzen zu halten vermag. Somit können sich die Anzahl von Rippen, ebenso ihre Höhe innerhalb des oben angegebenen weiten Bereiches, und der äussere Umfang der Wand eines Flachrohres in weiten Grenzen ändern, um in vielen unterschiedlichen Wärmeaustauscherfordernissen zu entsprechen.

  Soweit es die Höhe der Rippen betrifft, ist diese für manche, aber nicht alle Anwendungsmöglichkeiten grösser als die Dicke der Umfangswand des Rohres.



   Die Fig. 6 und 7 zeigen ein mit Innenrippen versehenes Flachrohr   l0a,    welches sich insofern grundlegend von dem beschriebenen Rohr 10 unterscheidet, als sich die Rippen 14a auf dem äusseren Wandabschnitt 18 mit ihren Spitzen 16a über die Höhe der Spitzen der Rippen auf dem gegenüberliegenden flachen Wandabschnitt erstrecken, aber einen Abstand von dem letzteren haben. Das Flachrohr 10a kann im übrigen wie das Rohr 10 sein und damit aus dem gleichen runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohling 24 (Fig. 4 und 5) hergestellt werden, wobei das Rohr 10a nach demselben Verfahren wie das Rohr 10 mit der Ausnahme hergestellt wird, dass der runde Rohling teilweise in einem Ausmass abgeflacht wird, in welchem die Rippen auf den gegenüberliegenden flachen Wandabschnitten ineinander vorspringen.

  Bei dieser teilweisen Abflachung des runden Rohlings sind die Rippen 14a auf den gegenüberliegenden flachen Wandabschnitten 18a an und über die Ausdehnung ihrer Kreuzungsstellen 40 ineinandergepresst und dadurch aufgrund des gegenseitigen Eindrückens der Rippen bei 42 (Fig. 8) miteinander verriegelt. Somit bleibt aufgrund des gegenseitigen Eindrückens der Rippen an den Kreuzungsstellen infolge teilweisen Abflachens des runden Rohlings in der Grösse des teilweisen Ineinanderspringens der Rippen an den gegenüberliegenden flachen Wandabschnitten der Rippenverlauf als solcher unberührt und wird nicht zerstört (Fig. 7). Wegen des teilweisen Ineinanderspringens der Rippen bei diesem Rohr ist der Strömungsweg durch das Rohr in jedem Falle sehr gekrümmt bzw. gewunden und kann sich ganz erheblich bei verschiedenen Graden von Ineinandervorspringen der Rippen ändern.

  Ein verschiedenses Ineinandervorspringen der Rippen ist somit ein weiteres Mittel, um eine gute Wärmeübertragung bzw. einen guten Wärmeaustausch zu erreichen und anderen, sehr verschiedenen Erfordernissen zu entsprechen, wie beispielsweise der volumetrischen Strömungsgeschwindigkeit eines durch das Rohr hindurchtretenden Strömungsmediums, oder den Druckabfall des hindurchfliessenden Strömungsmediums innerhalb vorgeschriebener Grenzen zu halten.



   Die Fig. 9 und 10 zeigen ein flaches Wärmeaustauschrohr   lOb,    welches aus einem nicht dargestellten runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohling geformt ist, in welchem die Rippen parallel zur Achse des Rohlings liegen. Somit liegen bei einem teilweisen Abflachen des runden Rohlings nach dem Verfahren nach der Erfindung alle Rippen   14b    in dem Flachrohr parallel zur Längsachse xb.

  Bei diesem beispielhaften Flachrohr springen die Rippen   14b    auf dem gegenüberliegenden, flachen Wandabschnitt 18b in ein bestimmtes Ausmass ineinander, obgleich es vollkommen selbstverständlich ist, dass durch ein verschiedenes und teilweises Abflachen des Rohlings die Rippen auf den flachen, gegenüberliegenden Wandabschnitten 18b in einem verschiedenen Ausmass ineinander vorspringen können oder die Spitzen der Rippen auf jeden flachen Wandabschnitt 18b sich mit ihren Spitzen bis zur Höhe der Spitzen der Rippen auf dem anderen flachen Wandabschnitt 18b erstrecken können.



   Im Falle eines Flachrohres, dessen Rippen parallel zur Längsachse des Rohrs liegen (Fig. 9 und 10) kann auch der mit Innenrippen versehene Rohling sofort teilweise abgeflacht werden, so dass sich die Rippen auf beiden flachen Wandabschnitten mit ihren Spitzen bis zu dem gegenüberliegenden, flachen Wandabschnitt erstrecken, wie es bei einem Wärmeaustauschrohr 10c in Fig. 11 dargestellt ist. Bei diesem Rohr
10c unterteilen aufeinanderfolgende Rippen 14c den Innenraum des Rohres in Strömungskanäle   17c,      welche    im Gegensatz zu denen in den beschriebenen Rohren 10, 10a und lOb gegeneinander abgeschlossen sind.



   Bei den beschriebenen, flachen Wärmeaustauschrohren 10 bis   lOc    bilden die beiden gegenüberliegenden flachen Wandabschnitte den beherrschenden Teil der Umfangswand des Rohres. Während dieses zum Ausführen von Wärmeaustausch und auch anderen Erfordernissen von vielen Anwendungen, wie beispielsweise Kühlen des Getriebeöles von Kraftfahrzeugen, um eine solche Anwendungsmöglichkeit zu nennen, vorgezogen wird, sind die Vorteile. dass die   Rippen    den vollen Bereich des Innenraumes des Flachrohres einnehmen, selbst dort gesichert, wo die beiden gegenüberliegenden, flachen Wandabschnitte nicht den beherrschenden Teil bilden oder sogar weniger als die Häfte der Umfangswand des Rohres bilden.

  So zeigt Fig. 14 ein flaches Wärmeaustauschrohr   10d.    dessen flache, gegenüberliegende Wandabschnitte 18d weniger als die Hälfte der Umfangswand   12d    des Rohres mit dem nicht dargestellten runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohling bilden, aus welchem das Rohr nach der Erfindung teilweise abgeflacht in einem beispielsweisen Ausmass geformt ist. in welchem die Rippen 14d auf jedem Wandabschnitt 18d mit ihren Spitzen bis zur Höhe der Spitzen der Rippen auf dem anderen flachen Wandabschnitt 18d reichen. Weiterhin fällt die angezeigte Rippenhöhe für die ebenfalls angezeigte   Umfangsgrösse    und -dicke der Wand des Rohres in den oben erwähnten Rippenhöhenbereich, innerhalb welchem die Rippen in den vollen Bereich des Innenraumes des Flachrohres gebracht werden.



   Die Fig. 15 und 16 zeigen eine Wärmeaustauscheinheit 50, welche eine Länge oder ein Stück   52    von dem gegenständlichen flachen, mit Innenrippen versehenen Rohr. beispielsweise ein Stück des Flachrohres 10a von Fig. 6 und 7 verwendet. Die gegenüberliegenden Enden 54 und 56 des Rohrstükkes 52 stehen mit dem Innenraum von Gehäusen 58 und 60 in Verbindung, wobei die Rohrenden 54 und 56 in Schlitze 62 in den Gehäusen 58 und 60 eingepasst und zweckmässig eingelötet sind. Die Gehäuse   58    und 60 sind mit Anschlusslöchern 64 und 66 für eine Verbindung mit Leitungen versehen, durch welche ein Strömungsmedium, z. B. Gas oder eine Flüssigkeit, zu und von der Einheit   5 <     für eine Temperaturänderung, beispielsweise eine Kühlung, geführt werden kann.

 

   Während bei der beschriebenen Wärmeaustauscheinheit 50 die Gehäuse 58 und 60 und ihre Schlitze   67    im Querschnitt rechteckig (Fig. 16) sind, zeigt Fig. 17 eine Wärmeaustauschvorrichtung 70, deren Endgehäuse   72    und 74 im Querschnitt kreisförmig sind. Zu diesem Zweck wird die Länge oder das Stück 76 des mit Innenrippen versehenen Rohres bei seiner Umformung aus einem runden Rohrrohling nur teilweise über  seine Länge 1 abgeflacht, so dass die gegenüberliegenden Endabschnitte 78 und 80 des Rohres zylindrisch bleiben, und diese zylindrischen Endabschnitte 78 und 80 werden mit den Gehäusen 72 und 74 verbunden.



   Bei vielen Wärmeaustauschanwendungen steht das durch das den Gegenstand der Erfindung bildende, abgeflachte, mit Innenrippen versehene Rohr fliessende Strömungsmedium unter einem Betriebsdruck, welcher so hoch sein kann, dass das Rohr dadurch geöffnet wird, dass die gegenüberliegenden flachen Abschnitte der Umfangswand mehr oder weniger auseinandergedrückt werden, wie beispielsweise die flachen Wandabschnitte 18-18c des beschriebenen Rohre 10-10c, und dadurch in grossem Umfange die Wärmeaustauscheigenschaft des Rohres herabgesetzt, wenn nicht sogar für eine weitere Verwendung bei einer besonderen Wärmeaustauschanwendung ungeeignet gemacht wird.

  Ein Öffnen oder Ausweiten des Rohres in dieser Art und aus diesem Grunde wird in vielen Fällen durch ein zusätzliches Krümmen in Längs- oder Querrichtung oder in beiden Richtungen verhindert und dadurch das Rohr gegen solch ein Öffnen verstärkt. Ein Rohrstück 90 kann um seine Längsachse x (Fig. 18) verdreht werden, wodurch das Rohr in seiner Längs- und Querrichtung über seine ganze Länge gewölbt und dadurch gegen ein Öffnen unter einem Innendruck verstärkt wird. Das Rohrstück 90 kann dadurch verdreht werden, dass es durch eine entsprechende Verdrehöffnung in einem Gesenk 92 gedrückt wird.



   Fig. 19 zeigt ein Stück 94 eines Flachrohres nach der Erfindung, welches in der Querrichtung zur Verstärkung gegen ein Öffnen unter einem Innendruck gewölbt ist. Das ursprünglich abgeflachte Rohrstück 94 kann zu diesem Zweck durch ein Gesenk 96 mit einer Öffnung, welche dem Umriss des gewölbten Rohres entspricht, gezogen werden.



   Fig. 20 zeigt ein Flachrohr 98 mit einer Querschnittsform ähnlich der nach den Fig. 2, 6, 9 oder 23, das in der Längsrichtung zur Verstärkung gegen ein Öffnen unter einem Innendruck um einen Dorn 100 gewickelt wird. Dieses Flachrohr 98 hat eine ziemlich grosse Länge und eine entsprechend grosse Wärmeaustauschkapazität. Um die Längserstreckung des in Längsrichtung gebogenen Flachrohres wesentlich zu verringern, ist das Flachrohr um den Dorn 100 in aufeinanderfolgendem und in relativ geringem Abstand zueinander angeordneten Windungen 102 gebogen.



   Während das soweit beschriebene, abgeflachte Wärmeaustauschrohr nur mit Innenrippen versehen ist, kann ein solches flaches Rohr auch innere und äussere Rippen haben. So zeigt Fig. 21 ein flaches Wärmeaustauschrohr 104, welches innere und äussere Rippen 106 und 108 hat. Das Rohr 104 ist gemäss dem Verfahren nach der Erfindung aus einem runden, mit Innen- und Aussenrippen versehenen Rohrrohling 110 (Fig. 22) gebildet. Die Aussenrippen 108 liegen in diesem Beispiel parallel zur Rohlingsachse, sie können sich aber auch schraubenlinienförmig erstrecken, wobei die teilweise Abflachung des runden Rohrrohlings in das Flachrohr in jedem Fall vollkommen durchführbar ist, indem man abflachende Gegenrollen beispielsweise mit geeigneten Schlitzen für einen Spielraum zwischen den äusseren Rippen vorsieht.



   Fig. 23 zeigt ein flaches Wärmeaustauschrohr 10e, welches wie das Rohr 10 von Fig. 2 mit der Ausnahme sein kann, dass dort zwischen den Spitzen 16e der Rippen 14e auf den gegen überliegenden flachen Wandabschnitten 18e ein Längsstreifen 112 aus irgendeinem geeigneten Lötmaterial angeordnet ist.



  Der Lötstreifen 112 wird beim Abflachen des anfangs runden Rohrrohlings in das Flachrohr   1 0e    eingefügt, wobei der Streifen 112, welcher in übertriebener Dicke aus Gründen der Klarheit dargestellt ist, mit den Spitzen der Rippen in Eingriff steht. Das Flachrohr 10e wird dann erhitzt, beispielsweise in einem Ofen 114, um den Lötstreifen 112 zu schmelzen und die Rippen an ihren Kreuzungsspitzen zu verlöten, wobei überschüssiges Lötmaterial über die anliegenden Teile der Rippen spritzt. Das Rohr 10e, welches somit an den sich kreuzenden Spitzen der Rippen miteinander verlötet ist, kann sich nicht im Betrieb bei besonders hohen, inneren Strömungsdrücken öffnen. 

  Ein Verlöten von Flachrohren an den Kreuzungsspitzen der Rippen ist angezeigt, wo höhere innere Betriebsströmungsdrücke vorhanden sind, und insbesondere für Anwendungen solcher Rohre, welche erfordern, dass sie flach bleiben und nicht gekrümmt werden sollen für eine Verstärkung gegen eine   oeffnung    unter einem inneren Strömungsdruck. 



  
 



   The invention relates to a heat exchange tube with internal fins and a method for producing such a heat exchange tube.



   The heat exchange tube according to the invention is provided with inwardly projecting ribs on its peripheral wall. Such a tube is known for its heat exchange properties which vary from good to excellent depending on the internal fin shape and size, the particular heat exchange use, and other factors.



  However, even this type of tube does not lend itself to certain precise heat exchange needs in various applications. There are various reasons for this, the main one being that the heat exchange of the fins and also the circumferential wall of such a tube when a fluid flows through is inadequate for certain purposes regardless of the height and number of the fins.



   The invention has for its object to provide a heat exchange tube of this type which meets many exact heat exchange requirements which cannot be met with the known heat exchange tubes.



   This is achieved according to the invention in that the circumferential wall has an elongated cross section with two spaced apart, flat or curved wall sections and two opposing transition sections connecting the flat or curved wall sections and projecting inward from the wall and in the longitudinal direction of the pipe or at an angle to this extending, spaced apart metal ribs, and the ribs on the wall sections have such a height that they together extend into the entire space between and with or without spacing from the opposite wall sections.



   As a result of the elongated cross-section of the peripheral wall and the number, height and spacing of the ribs, it is possible that the heat exchange tubes can be shaped very differently for many different areas of application.



   The invention further relates, as mentioned, to a method for producing the heat exchange tube according to the invention, in which method the interior of a round tube provided with internal ribs is filled with ribs by partially flattening two opposite sides into an elongated cross section with two opposite flat or curved ones parallel sides is reduced with a distance at which the ribs on one flat or curved wall section with their tips extend at least up to the height of the tips of the ribs on the other flat or curved wall section.



  With such a shape of the heat exchange tube, which is conveniently referred to as a flat tube, the number, the height, the distance and the direction of the ribs can be selected from the wide variety of rib patterns and sizes, which without difficulty in round, tubular blanks according to various known Processes can be shaped, but these can hardly and never be produced in practice with a flat tube.

  The redesign of a round tube blank, in particular with helical inner ribs, into a flat tube brings the ribs into a completely new and extremely effective mutual relationship in that the straight ribs are supported on the corresponding flat wall sections and run obliquely to one another and cross one another, with the result that these ribs form an essential part of that which is entirely ribbed
Sharply divide the passage in the pipe flowing fluid medium at each intersection of the pipe and direct it in different directions.



   According to a further development of the heat exchanger tube according to the invention, the heat exchange with a flow medium flowing through is further promoted by the fact that the flat or curved wall sections are arranged parallel to one another and the ribs are integrally connected to the wall, have points and are of such a height that they are on each flat or curved wall section with their tips extend at least to the level of the tips of the ribs on the opposite wall section.

  With this arrangement, the path of the flow medium through the tube past the fins is even more tortuous. especially where the ribs cross over on the opposite flat or curved wall sections. so that there is an additional deflection of the flow medium within the channels between successive ribs via the tips of opposing ribs projecting into the circumference of the channels. There. where the ribs on the opposite flat or curved wall sections are inclined towards one another and cross one another. the ribs give way in the area of their mutual pressure points at the crossing points. that they can be pressed in and lock together there without being destroyed.



   According to a further embodiment of the method according to the invention, the heat exchange tube can then be further deformed or curved in the longitudinal direction in order to reinforce the tube against spreading of its opposite flat wall sections under the action of pressure from the medium flowing through.



   Furthermore, the heat exchange tube, even with an exceptional length and heat exchange properties, can be shortened very much in the longitudinal direction by making the tube in more or less closely adjacent, helical turns, for example around a cylindrical mandrel. is bent.



   Finally, in the case of a heat exchange tube according to the invention, the heat exchange property can be promoted due to additional external ribs. The outer ribs on the round pipe blank can run parallel or helically around the pipe axis in the longitudinal direction, with neither axial nor helical outer ribs interfering with each other with a proper partial flattening of the blank if a sufficient distance between the outer ribs in the blank processing tool is ensured.



   The invention is illustrated in several exemplary embodiments in the drawing.



   Fig. 1 is a plan view of a heat exchange tube according to the invention.

 

   7 and 3 are sections along lines 2-2 and 3-3 of FIGS. 1 and 2.



   Figure 4 is a cross-section through a round, internally finned tube blank from which the tube of Figures 1-3 has been formed.



   FIG. 5 is a section through the blank along line 5-5 of FIG. 4.



   Fig. 6 is a cross section through a modified embodiment of the heat exchange tube.



   FIG. 7 is a section along line 7-7 of FIG. 6.



   FIG. 8 shows, on a larger scale, a section through part of the modified tube, a section along the line 8-8 in FIG. 7.



   Fig. 9 is a cross section through a further modified embodiment of a heat exchange tube according to the invention.



   FIG. 10 is a section on line 10-10 of FIG. 9.



   Fig. 11 is a cross section through a further modified embodiment of a heat exchange tube according to the invention.



   FIG. 12 shows a stage of the method according to the invention in the production of a heat exchange tube according to the invention.



   Fig. 13 shows a modified step of the inventive method for producing a heat exchange tube according to the invention.



   Fig. 14 is a cross section through a further modified embodiment of the heat exchange tube.



   Fig. 15 shows a side view, partly in section, of another embodiment of the heat exchange tube installed in a heat exchange unit.



   FIG. 16 is a section along line 16-16 in FIG. 15.



   Fig. 17 shows a side view, partially in section, a modified heat exchange tube according to the invention, installed in a heat exchange unit.



   18 shows a view of a heat exchange tube with a twist in the longitudinal direction.



   Fig. 19 is a section through a heat exchange tube which is also formed curved in cross section.



   Fig. 20 shows a perspective view of a heat exchange tube, which is bent in the longitudinal direction in successive helical turns.



   Fig. 21 is a cross section through the heat exchange tube according to a further modified embodiment.



   22 is a cross section through a round tube blank provided with inner fins, from which the heat exchange tube according to FIG. 21 is formed.



   23 is a cross section through a heat exchange tube according to a further modified embodiment of the invention.



   A heat exchange tube 10 has a circumferential wall 12 made of metal of elongated cross section and a plurality of metal ribs 14 with tips 16. The peripheral wall 12 contains two flat, opposite and preferably parallel wall sections 18 and opposite transition sections 20 which connect the flat wall sections 18 to one another, the flat wall sections 18 in this example forming the major part of the wall 12. The ribs 14, which protrude inwardly from the wall 12 and are preferably integral therewith, are of the same height, which is such that the ribs on each flat wall section 18 with their tips 16 up to the height of the tips of the ribs on the opposite one Flat wall section (Fig. 2) extend so that the entire interior of the flat tube is within the region of the ribs.

  Successive ribs on the wall 12 are preferably equally spaced, and the ribs on each flat wall section 18 run parallel to one another and at an angle to the longitudinal axis x of the pipe, the ribs on the corresponding wall sections 18 also being inclined towards one another and crossing one another (Fig. 3).



   When the interior of the flat tube is within the full area of the fins 14, the entire flow through the tube is divided into individual flow channels 22, which allows good heat exchange between the flow medium flowing through the tube and the fins 14 as well as the peripheral wall 12 of the tube Has. A heat exchange between such a flow medium and the ribs and the circumferential wall of the tube is increased by the inclination of the channels 22 on the opposite flattened wall sections 18 (Fig. 3) in that they have a large part of the flow medium, which is in each cross section of the Rohres flows, sharply subdivided and diverts into the various channels.



   The flat or flattened metal tube 10 is preferably produced from a round tube blank 24 (FIGS. 4) and 5) provided with inner ribs by an extremely simple process. The peripheral wall of the blank 24 has the same thickness and circumference as the wall 12 of the flat tube 10, and the ribs of the blank have the same height and thickness and also the same distance as the ribs 14 of the tube, the peripheral wall and the ribs of the blank being expedient by reference numerals 12 and 14, i.e. H. the same as their counterparts are intended for the flat tube.



   Furthermore, the ribs 14 extend on the round wall 12 of the blank 24 in the longitudinal direction in a helical manner at the same pitch angle over the entire length (FIG. 5).



   The internally finned tube blank 24 itself can be manufactured in various known ways which include soldering or otherwise connecting inserted fins to the round wall of the blank, but preferably by displacing the metal from the wall of the blank in Grooving a mandrel to form the integral ribs 14 with the wall by various known methods. Such a method is described in US Pat. No. 3,422,518, in which method an external drawing or swaging of a cylindrical tube blank against a grooved mandrel is carried out in a single pass of the blank over and over the mandrel, with metal from the Blank wall is displaced into the mandrel grooves to form the ribs.

  This method is preferred, not only because it is highly effective and suitable for forming an internally finned tube blank of any desired fin design and size, but also because drop forging or pulling the blank over the mandrel is a very extensive extension of the Resulting in a blank. Such an extensive lengthening of the blank and the formation of the ribs exclusively from metal from the blank wall results in a considerable reduction in the wall thickness of the finished pipe blank provided with inner ribs, which in the heat transfer of the pipe wall and thus the entire pipe with a surrounding, temperature-changing Medium, such as a coolant, is of great advantage.



   The method for shaping the tube blank 24 provided with inner ribs into the flat tube 10 consists in a simple manner of reshaping the blank into the flat, parallel wall sections 18 to form opposing wall parts, which results in the formation of the flat tube 10.



  Such a partial flattening of the round blank 24 can be achieved in any suitable manner, for example by running the blank between rotating counter rollers 30 and 32 in the direction of the arrow 24 (FIG. 12) or through a die 36 in the direction of the Arrow 38 (Fig. 13) is pulled.

 

   Thus, the circumferential wall 12 of the flat tube 10 is actually the same wall 12 of the blank 24, which retains the same thickness and circumferential extent. It is thus also clear that the ribs 14 of the blank 24 and of the flat tube 10 are the same and their height and thickness and that they also maintain their mutual spacing. Furthermore, in the course of the partial flattening of the round blank 24, the helically extending ribs 14 are stretched over the extension of the flat wall sections 18 into a straight design (FIG. 3).



   In order to bring the ribs 14 for all practical purposes within the full area of the interior of the flat tube 10, the ribs in the round tube blank must obviously have a distance from the axis of the blank. It has been found that the rib height for a given inner diameter of the blank can vary widely from less than the thickness of the blank circumferential wall to a multiple of such wall thickness, with the ribs of any height within this wide range at a sufficient distance from the blank axis for have the transformation of the pipe blank into a flat pipe, with the ribs taking up the entire inner area of the pipe.



  Within this wide range of rib height and with available round tube blanks provided with internal ribs of very different rib shapes and sizes, it is possible to obtain a wide range of different, flat tubes provided with internal ribs, which not only has good heat exchange properties, but also corresponds to other requirements such as a particular quantitative flow rate of the flow medium through the pipe or is able to keep a pressure drop of the flow medium flowing through in the pipe within prescribed limits. Thus, the number of fins, as well as their height within the wide range specified above, and the outer circumference of the wall of a flat tube can vary within wide limits in order to meet many different heat exchange requirements.

  As far as the height of the ribs is concerned, this is for some, but not all applications, greater than the thickness of the circumferential wall of the pipe.



   6 and 7 show a flat tube 10a provided with inner ribs, which differs fundamentally from the tube 10 described in that the ribs 14a on the outer wall section 18 with their tips 16a above the height of the tips of the ribs on the opposite flat one Extend wall section, but have a distance from the latter. The flat tube 10a can otherwise be like the tube 10 and thus be produced from the same round tube blank 24 provided with inner ribs (FIGS. 4 and 5), the tube 10a being produced by the same method as the tube 10 with the exception that the round blank is partially flattened to an extent in which the ribs protrude into one another on the opposite flat wall sections.

  In this partial flattening of the round blank, the ribs 14a on the opposite flat wall sections 18a are pressed into one another at and over the extent of their intersection points 40 and are thereby locked to one another due to the mutual depression of the ribs at 42 (FIG. 8). Thus, due to the mutual indentation of the ribs at the crossing points as a result of the partial flattening of the round blank in the size of the partial interlocking of the ribs on the opposite flat wall sections, the rib course as such remains untouched and is not destroyed (Fig. 7). Because of the partial interlocking of the ribs in this tube, the flow path through the tube is in any case very curved or tortuous and can vary considerably with different degrees of interlocking of the ribs.

  A different protrusion of the ribs is thus another means to achieve good heat transfer or good heat exchange and to meet other, very different requirements, such as the volumetric flow rate of a flow medium passing through the pipe or the pressure drop of the flow medium flowing through the pipe to adhere to prescribed limits.



   9 and 10 show a flat heat exchange tube 10b which is formed from a round tube blank, not shown, provided with inner ribs, in which the ribs lie parallel to the axis of the blank. Thus, when the round blank is partially flattened according to the method according to the invention, all of the ribs 14b in the flat tube lie parallel to the longitudinal axis xb.

  In this exemplary flat tube, the ribs 14b on the opposite, flat wall section 18b jump into one another to a certain extent, although it is completely self-evident that by different and partial flattening of the blank, the ribs on the flat, opposite wall sections 18b into one another to a different extent or the tips of the ribs on each flat wall section 18b can extend with their tips to the level of the tips of the ribs on the other flat wall section 18b.



   In the case of a flat tube, the ribs of which are parallel to the longitudinal axis of the tube (FIGS. 9 and 10), the blank provided with inner ribs can also be partially flattened immediately so that the ribs on both flat wall sections with their tips up to the opposite, flat one Wall portion extend, as shown in a heat exchange pipe 10c in FIG. With this pipe
10c, successive ribs 14c subdivide the interior of the tube into flow channels 17c which, in contrast to those in the tubes 10, 10a and 10b described, are closed off from one another.



   In the flat heat exchange tubes 10 to 10c described, the two opposite flat wall sections form the dominant part of the circumferential wall of the tube. While this is preferred for performing heat exchange and also other requirements of many applications, such as cooling the transmission oil of automobiles, to name one such application, the advantages are. that the ribs occupy the full area of the interior of the flat tube, even secured where the two opposite, flat wall sections do not form the dominant part or even form less than half of the circumferential wall of the tube.

  Thus, Fig. 14 shows a flat heat exchange tube 10d. whose flat, opposing wall sections 18d form less than half of the circumferential wall 12d of the tube with the round tube blank, not shown, provided with inner ribs, from which the tube according to the invention is partially flattened to an exemplary extent. in which the ribs 14d on each wall section 18d reach with their tips up to the level of the tips of the ribs on the other flat wall section 18d. Furthermore, the indicated rib height for the also indicated circumferential size and thickness of the wall of the tube falls into the above-mentioned rib height range, within which the ribs are brought into the full area of the interior of the flat tube.



   Figures 15 and 16 show a heat exchange unit 50 which comprises a length or length 52 of the subject flat, internally finned tube. for example a piece of the flat tube 10a of FIGS. 6 and 7 is used. The opposite ends 54 and 56 of the pipe section 52 are connected to the interior of the housings 58 and 60, the pipe ends 54 and 56 being fitted into slots 62 in the housings 58 and 60 and suitably soldered. The housings 58 and 60 are provided with connection holes 64 and 66 for connection to lines through which a flow medium, e.g. B. gas or a liquid, to and from the unit 5 <for a temperature change, for example cooling, can be performed.

 

   While in the described heat exchange unit 50 the housings 58 and 60 and their slots 67 are rectangular in cross section (FIG. 16), FIG. 17 shows a heat exchange device 70, the end housings 72 and 74 of which are circular in cross section. For this purpose, the length or the piece 76 of the tube provided with inner ribs is only partially flattened over its length 1 when it is formed from a round tube blank, so that the opposite end sections 78 and 80 of the tube remain cylindrical, and these cylindrical end sections 78 and 80 are connected to housings 72 and 74.



   In many heat exchange applications, the flow medium flowing through the flattened, inner-finned tube forming the subject of the invention is under an operating pressure which can be so high that the tube is opened by more or less pressing the opposite flat sections of the peripheral wall apart such as the flat wall sections 18-18c of the tubes 10-10c described, and thereby to a large extent the heat exchange property of the tube is reduced, if not even made unsuitable for further use in a particular heat exchange application.

  An opening or widening of the pipe in this way and for this reason is prevented in many cases by an additional curvature in the longitudinal or transverse direction or in both directions and the pipe is thereby reinforced against such opening. A pipe section 90 can be rotated about its longitudinal axis x (FIG. 18), as a result of which the pipe is arched in its longitudinal and transverse directions over its entire length and is thus reinforced against opening under internal pressure. The pipe section 90 can be rotated in that it is pressed through a corresponding rotation opening in a die 92.



   19 shows a piece 94 of a flat tube according to the invention, which is curved in the transverse direction for reinforcement against opening under internal pressure. For this purpose, the originally flattened pipe section 94 can be pulled through a die 96 with an opening which corresponds to the contour of the curved pipe.



   20 shows a flat tube 98 with a cross-sectional shape similar to that according to FIGS. 2, 6, 9 or 23, which is wound around a mandrel 100 in the longitudinal direction for reinforcement against opening under internal pressure. This flat tube 98 has a fairly great length and a correspondingly large heat exchange capacity. In order to substantially reduce the length of the flat tube bent in the longitudinal direction, the flat tube is bent around the mandrel 100 in consecutive turns 102 arranged at a relatively small distance from one another.



   While the flattened heat exchange tube described so far is only provided with internal ribs, such a flat tube can also have internal and external ribs. Thus, FIG. 21 shows a flat heat exchange tube 104 which has inner and outer fins 106 and 108. According to the method according to the invention, the tube 104 is formed from a round tube blank 110 (FIG. 22) provided with inner and outer ribs. In this example, the outer ribs 108 are parallel to the blank axis, but they can also extend helically, whereby the partial flattening of the round pipe blank into the flat pipe can be carried out completely in any case by flattening counter rollers, for example with suitable slots for a clearance between the outer ribs Provides ribs.



   Fig. 23 shows a flat heat exchange tube 10e, which can be like the tube 10 of Fig. 2 with the exception that there is arranged a longitudinal strip 112 of any suitable soldering material between the tips 16e of the ribs 14e on the opposing flat wall sections 18e.



  The soldering strip 112 is inserted into the flat tube 10e when the initially round tube blank is flattened, the strip 112, which is shown in exaggerated thickness for the sake of clarity, engages the tips of the ribs. The flat tube 10e is then heated, for example in an oven 114, in order to melt the soldering strip 112 and solder the ribs at their intersection tips, with excess soldering material splashing over the adjacent parts of the ribs. The tube 10e, which is thus soldered to one another at the intersecting tips of the ribs, cannot open during operation at particularly high internal flow pressures.

  Brazing of flat tubes at the intersection tips of the ribs is indicated where higher internal operating flow pressures exist, and particularly for applications of such tubes which require that they remain flat and not be bent for reinforcement against an opening under internal flow pressure.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS I. Wärmeaustauschrohr mit Innenrippen, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (12) einen länglichen Querschnitt mit zwei im Abstand gegenüberliegenden, flachen oder gewölbten Wandabschnitten (18) und zwei gegenüberliegenden, die flachen oder gewölbten Wandabschnitte (18) verbindenden Übergangsabschnitten (20) und nach innen von der Wand (12) vorspringende und in der Rohrlängsrichtung oder schräg zu dieser verlaufende, in Abständen angeordnete Metallrippen (14, 106) aufweist, und die Rippen (14, 106) auf den Wandabschnitten (18) eine solche Höhe haben, dass sie gemeinsam in den gesamten Raum zwischen und mit oder ohne Abstand von den gegenüberliegenden Wandabschnitten (18) reichen. I. Heat exchange tube with inner ribs, characterized in that the circumferential wall (12) has an elongated cross section with two flat or curved wall sections (18) opposite one another at a distance and two opposite transition sections (20) connecting the flat or curved wall sections (18) and after internally from the wall (12) and in the pipe longitudinal direction or inclined to this running, spaced metal ribs (14, 106), and the ribs (14, 106) on the wall sections (18) have a height such that they together extend into the entire space between and with or without a distance from the opposing wall sections (18). II. Verfahren zur Herstellung des Wärmeaustauschrohres nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum eines mit Innenrippen versehenen, runden Rohres zu seinem Ausfüllen mit Rippen durch teilweises Abflachen von zwei gegenüberliegenden Seiten in einen länglichen Querschnitt mit zwei gegenüberliegenden flachen oder gewölbten parallelen Seiten mit einem Abstand reduziert wird, bei welchem sich die Rippen auf dem einen flachen oder gewölbten Wandabschnitt mit ihren Spitzen mindestens bis zur Höhe der Spitzen der Rippen auf dem anderen flachen oder gewölbten Wandabschnitt erstrecken. II. A method for producing the heat exchange tube according to claim I, characterized in that the interior of a ribbed, round tube to fill it with ribs by partially flattening two opposite sides into an elongated cross-section with two opposite flat or curved parallel sides with a Distance is reduced at which the ribs on the one flat or curved wall section extend with their tips at least up to the height of the tips of the ribs on the other flat or curved wall section. UNTERANSPRÜCHE 1. Wärmeaustauschrohr nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen oder gewölbten Wandabschnitte (18) parallel zueinander angeordnet sind und die Rippen (14, 106) einteilig mit der Wand (12) verbunden sind, Spitzen (16) aufweisen und von solcher Höhe sind, dass sie sich auf jedem flachen oder gewölbten Wandabschnitt (18) mit ihren Spitzen (16) mindestens bis zur Höhe der Spitzen (16) der Rippen auf dem gegenüberliegenden Wandabschnitt (18) erstrecken. SUBCLAIMS 1. Heat exchange tube according to claim I, characterized in that the flat or curved wall sections (18) are arranged parallel to one another and the ribs (14, 106) are integrally connected to the wall (12), have tips (16) and have such a height are that they extend on each flat or curved wall section (18) with their tips (16) at least up to the level of the tips (16) of the ribs on the opposite wall section (18). 2. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen oder gewölbten Wandabschnitte (18) den wesentlichen Teil der Wand bilden. 2. Heat exchange tube according to dependent claim 1, characterized in that the flat or curved wall sections (18) form the essential part of the wall. 3. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangswandabschnitte (20) im Querschnitt gebogen sind, und die flachen oder gewölbten Wandabschnitte (18) tangential in diese Übergangsabsehnitte übergehen. 3. Heat exchange tube according to dependent claim 1, characterized in that the transition wall sections (20) are curved in cross section, and the flat or curved wall sections (18) merge tangentially into this transition section. 4. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Wand (12) kleiner als die Rippenhöhe ist. 4. Heat exchange tube according to dependent claim 1, characterized in that the thickness of the wall (12) is smaller than the rib height. 5. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (14b, c, d) auf jedem flachen oder gewölbten Wandabschnitt (18) gerade und parallel zueinander verlaufen. 5. Heat exchange tube according to dependent claim 1, characterized in that the ribs (14b, c, d) on each flat or curved wall section (18) run straight and parallel to one another. 6. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) eine Längsachse (x) hat, und dass die Rippen (14, 14a) auf jedem flachen oder gewölbten Wandabschnitt (18) geneigt zu der Längsachse (x) sowie die Rippen auf den flachen oder gewölbten Wandabschnitten geneigt und quer zueinander verlaufen. 6. Heat exchange tube according to dependent claim 5, characterized in that the tube (10) has a longitudinal axis (x), and that the ribs (14, 14a) on each flat or curved wall section (18) inclined to the longitudinal axis (x) and the Ribs on the flat or curved wall sections are inclined and transverse to one another. 7. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rippen (14a, b, c) auf jedem der flachen oder gewölbten Wandabschnitte (18) mit ihren Spitzen über die Höhe der Spitzen der Rippen auf dem anderen flachen oder gewölbten Wandabschnitt, jedoch im Abstand davon, erstrecken. 7. Heat exchange tube according to dependent claim 6, characterized in that the ribs (14a, b, c) on each of the flat or curved wall sections (18) with their tips above the height of the tips of the ribs on the other flat or curved wall section, however at a distance from it. 8. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen der Rippen (14, 14a) auf den flachen oder gewölbten Wandabschnitten (18) an ihren Kreuzungspunkten eingekerbt und miteinander verriegelt sind. 8. Heat exchange tube according to dependent claim 7, characterized in that the tips of the ribs (14, 14a) on the flat or curved wall sections (18) are notched at their intersection points and locked together. 9. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) eine Längsachse (xb-xb) hat, und dass die Rippen (14b) parallel zu dieser Achse verlau fen. 9. Heat exchange tube according to dependent claim 5, characterized in that the tube (10) has a longitudinal axis (xb-xb), and that the ribs (14b) run parallel to this axis. 10. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Rippen (108) auf der Wand nach aussen vorspringend vorgesehen sind. 10. Heat exchange tube according to dependent claim 1, characterized in that further ribs (108) are provided on the wall protruding outward. 11. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr in Längsrichtung gekrümmt ist. 11. Heat exchange tube according to dependent claim 1, characterized in that the tube is curved in the longitudinal direction. 12. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche Querschnitt eine lange und eine kurze Achse besitzt, und dass das Rohr (94) in Richtung der langen Achse gekrümmt ist. 12. Heat exchange tube according to dependent claim 1, characterized in that the elongated cross section has a long and a short axis, and that the tube (94) is curved in the direction of the long axis. 13. Wärmeaustauschrohr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (90) in Längsrichtung in aufeinanderfolgenden schraubenlinienförmigen Windungen (102) verläuft. 13. Heat exchange tube according to dependent claim 1, characterized in that the tube (90) extends in the longitudinal direction in successive helical turns (102). 14. Verfahren nach Patentanspruch II. dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling teilweise fortschreitend zwischen sich drehenden Gegenrollen abgeflacht wird. 14. The method according to claim II. Characterized in that the blank is partially progressively flattened between rotating counter rollers.
CH326972A 1972-03-06 1972-03-06 HEAT EXCHANGE TUBE WITH INTERNAL RIBS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING. CH549193A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH326972A CH549193A (en) 1972-03-06 1972-03-06 HEAT EXCHANGE TUBE WITH INTERNAL RIBS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH326972A CH549193A (en) 1972-03-06 1972-03-06 HEAT EXCHANGE TUBE WITH INTERNAL RIBS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH549193A true CH549193A (en) 1974-05-15

Family

ID=4252321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH326972A CH549193A (en) 1972-03-06 1972-03-06 HEAT EXCHANGE TUBE WITH INTERNAL RIBS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH549193A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190120482A1 (en) * 2016-07-07 2019-04-25 Siemens Aktiengesellschaft Steam generator pipe having a turbulence installation body

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190120482A1 (en) * 2016-07-07 2019-04-25 Siemens Aktiengesellschaft Steam generator pipe having a turbulence installation body
US11512849B2 (en) * 2016-07-07 2022-11-29 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Steam generator pipe having a turbulence installation body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2209325A1 (en) HEAT EXCHANGE TUBE WITH INTERNAL RIBS AND METHOD OF ITS MANUFACTURING
DE3332282C2 (en) Heat exchange tube
DE60219538T2 (en) heat exchangers
DE10101589C1 (en) Heat exchanger tube and process for its production
DE60209994T2 (en) heat exchanger tube
EP2216615B1 (en) Heat transfer tube and method for its production
DE2903079C2 (en) Heat exchanger tube for a water spray plate evaporator and method for its manufacture
DE60209750T2 (en) IMPROVED HEAT TRANSFER TUBE WITH GROOVED INTERIOR
EP0733871B1 (en) Heat transfer tube for a heat exchanger
DE2310315A1 (en) HEAT EXCHANGER TUBE AND METHOD OF ITS MANUFACTURING
DE19628280A1 (en) Heat transfer tube with a grooved inner surface
DE102006008083A1 (en) Structured heat exchanger tube and method for its production
DE10196332B4 (en) A curved metal tube manufacturing apparatus having an arbitrarily shaped cross-section and a method of manufacturing a curved metal tube and a curved metal bar
DE2950563C2 (en)
DE2244024A1 (en) TUBE OR PLATE-SHAPED MATERIAL FOR HEAT TRANSFER DURING LIQUIDS BOILING
DE10100241A1 (en) Heat exchanger tube for liquid or gaseous media
DE10210016B4 (en) Heat exchange tube with a ribbed inner surface
EP0745813A2 (en) Heat exchanger, especially for a boiler
DE2615168A1 (en) HEAT TRANSFER DEVICE WITH AT LEAST ONE LONGITUDINAL FIBER PIPE
DD201941A5 (en) HEAT EXCHANGER AND METHOD OF MANUFACTURE
DE102016006967B4 (en) heat exchanger tube
CH549193A (en) HEAT EXCHANGE TUBE WITH INTERNAL RIBS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING.
DE2717802B2 (en) Heat transfer tube with inner and outer fins and method for its manufacture
DE2335306C3 (en) Finned tube for heat exchangers and process for its manufacture
DE169487C (en)

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased