DE1051880B - Rippenrohr zum Waermetausch - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Heiz- oder Kühlrohre und betrifft insbesondere in Hochdruckanlagen zu verwendende Rohre mit vorzugsweise aufgeschweißten Rippen in Verbindung mit Maßnahmen zur Verbesserung des Wärmedurchgangs und zur Vermeidung anordnungs- und betriebsbedingter oder temperaturabhängiger Materialspannungen am Rippenfuß.

Es ist bereits bekannt, von außen beheizte oder gekühlte Rohre mit Rippen zu versehen. Diese Rippen werden entweder unmittelbar angegossen, wenn es sich um Gußrohre für Niederdruck handelt, sonst auch aufgepreßt, aufgeschrumpft oder aber aufgeschweißt, wobei die Rippenebenen auf der Rohrachse senkrecht oder annähernd senkrecht stehen. Falls aus Gründen der Materialfestigkeit nicht Rohre mit angegossenen Rippen vorgesehen werden können, bevorzugt man für von außen beheizte Rohre aufgeschweißte Rippen, da aufgepreßte oder aufgeschrumpfte Rippen sich infolge der Übertemperatur der Rippen gegenüber der Betriebstemperatur des Rohres lockern können, wodurch der notwendige Wärmedurchgang erheblich ungünstiger wird. In diesem Zusammenhang ist es bereits bekannt, die Rippen nicht unvermittelt auf die im Betrieb einer hohen Beanspruchung ausgesetzte Rohrwand zu schweißen, sondern auf ringförmige oder in der Art eines Gewindes fortlaufende Stege, die aus der äußeren Mantelfläche des Rohres erhaben hervortreten.

Es hat sich gezeigt, daß die bekannten Ausführungsformen von Rippenrohren mit zur Rohrachse insgesamt senkrecht stehenden Rippenflächen bei großen Temperaturunterschieden Spannungen aufweisen, die sich trotz der angeformten Stege nachteilig auf das Rohr auswirken können.

Es wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile vermeidet, wenn man Rippenrohre, insbesondere solche für Hochdruckanlagen, so gestaltet, daß die im Bereich ihres größten Durchmessers auf der Rohrachse etwa senkrecht stehenden Rippen im Bereich ihres inneren Durchmessers tellerartig schräg angeordnet bzw. aus der allgemeinen Rippenebene heraus gekrümmt verformt sind.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Abb. 1 eine spannungsvermindernde Verformung der aufzuschweißenden Rippen,

Abb. 2 eine Ausführung mit eingeschweißten, schräg gestellten Zwischenringen,

Abb. 3 eine ähnliche Ausführung wie in Abb. 1, jedoch mit im Querschnitt etwa halbrund verformtem, elastischem Rippenbereich,

Abb. 4 geschlitzte Rippen über einem Rohrquerschnitt.

Rippenrohr zum Wärraetausch

Anmelder: Badische Anilin- & Soda-Fabrik Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Dipl.-Ing. Kurt Berger und Dipl.-Ing. Ludwig Raichle, Ludwigshafen/Rhein, sind als Erfinder genannt worden

Die Rippen 2 werden auf angeformte, aus der Mantelfläche eines druckbelasteten Rohres 1 hervor-

ao tretende Stege 1 α beispielsweise bündig aufgeschweißt, wie es die Abb. 1, 2 und 3 veranschaulichen. Durch eine beidseitige Ausrundung mit größtmöglichem Radius jedes angeformten Stegesla gegenüber der die Festigkeit des Rohres bestimmenden Wandstärke wird ein guter Wärmedurchgang zwischen den Rippen und dem Rohr sichergestellt. Außer durch spanlose oder durch spanabhebende Verformung, z. B. durch Walzen oder Drehen, könen die Stege la beispielsweise auch durch kurzzeitige, induktive Erwärmung kurzer Rohrabschnitte mit anschließender Stauchung der erwärmten Zone unter Verwendung eines eingeschobenen Dornes entstehen.

Die Höhe der Stege wird so gewählt, daß sie mindestens der Tiefe der Einbrandzone der Schweißverbindung entspricht, vorzugsweise aber etwas größer ist, so daß die Festigkeitswerte des Rohres nicht beeinträchtigt werden. Die Steghöhe wird demnach auch von der anzuwendenden Schweißart, z. B. autogene oder elektrische, automatische oder von Hand durchgeführte Nahtschweißung od. dgl., abhängig zu wählen sein. Um die bei stark unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten des Rippen- und Rohrwerk^ stoffes und bei im Betrieb extrem wechselnden Temperaturen auftretenden Spannungen an der Übergangsstelle 3 von Rippenfuß und Rohrwand in ihrem Einfluß auf die Festigkeitsbeanspruchung des Rohres klein zu halten, können die Rippen 2 andererseits auch seitlich gegen die Stegela geschweißt werden. Dabei ist darauf zu achten, daß der Materialquerschnitt der hierfür anzuwendenden Schweißnaht mindestens dem Rippenquerschnitt entspricht, besser aber größer ist, um den Wärmedurchgang nicht nachteilig zu beeinflußen. Es ist leicht einzusehen, daß in dieser Anordnung bei z. B. starker Dehnung des Rippenwerkstof-

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Claims (4)

fes nur geringe Spannungen über die Schweißnaht auf das Rohr 1 übertragen werden, während das Rippenprofil in der wichtigen, senkrecht zum Rohr liegenden Ebene weitgehend nachgeben kann. Um nachteiligen Spannungseinflüssen des druckbeanspruchten Rohres zu begegnen, wird das Rippenprofil im Bereich des inneren Durchmessers nach den Abb. 1 und 3 so weit aus der mit Bezug auf die Rohrachse senkrechten Ebene abgebogen, daß für jeden Rippenring 2 bzw. jeden einzelnen durch 360° Wikkelweg bestimmten Wendelabschnitt eine tellerartige Ringzone 2 a entsteht, die sich bei stärkerer Dehnung des Bereiches des äußeren Rippendurchmessers verhältnismäßig leicht elastisch verformt und somit wärmedehnungsbedingte Spannungen auf die druckbelastete Rohrwand nicht überträgt, insbesondere nicht bei Vorkehrung einiger radialer Schlitze. In entsprechender Weise können gemäß Abb. 2 auch tellerartige Ringe 4 zwischen den Stegen lß und den auf der Rohrachse senkrecht stehenden Rippenteilen 2 eingeschweißt werden. Diese Maßnahme gestattet die Anwendung unterschiedlicher Werkstoffe für die Rippenteile 2 und die eingeschweißten tellerartigen Ringe 4, für letztere insbesondere die Wahl eines nachgiebigen Werkstoffes. Zur Vermeidung beliebiger Spannungen, die aus der Ebene jeder Einzelrippe bzw. der gewundenen Fläche jedes einzelnen Umlaufes eines Rippenwendels auf die Rohrwand übertragen werden könnten, ist es ferner zweckmäßig, die genannten Maßnahmen mit im wesentlichen radialen Schlitzen 5 und mit Kerben 6 in den Rippenflächen zu verbinden (Abb. 4). Schlitze und Kerben können vom äußeren oder inneren Durchmesser aus verschieden tief in die Rippenfläche hineingeführt sein, sie können insbesondere auch bis fast zur Rippenwurzel reichen, an welcher Stelle dann die umzulegende Schweißnaht vorzugsweise ohne Unterbrechung fortgeführt wird. Die obengenannten Maßnahmen können sowohl bei runden als auch bei rechteckigen Rippenflächen angewendet werden. Patentansprüche:

1. Rippenrohr zum Wärmetausch, vorzugsweise für Hochdruckanlagen mit auf angeformte Stege aufgesetzten Rippenflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich ihres größten Durchmessers auf der Rohrachse etwa senkrecht stehenden Rippen im Bereich ihres inneren Durchmessers tellerartig schräg angeordnet bzw. aus der allgemeinen Rippenebene heraus gekrümmt verformt sind.

2. Rippenrohr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch schräg gestellte, eingeschweißte, kegelstumpfförmige Ringe (4) zwischen den Stegen (1 a) und den äußeren, zur Rohrachse etwa senkrecht angeordneten Rippenflächen (2).

3. Rippenrohr nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeschweißten Ringe (4) oder die Rippen insgesamt aus nachgiebigem Werkstoff bestehen.

4. Rippenrohr nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen von außen und/oder innen ein- oder mehrfach geschlitzt sind, wobei die jeden Steg (la) mit einer Rippe verbindende Schweiß raupe vorzugsweise ohne Unterbrechung über die Schlitze hinweg gelegt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 899 334.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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