DE1092045B - Rohr fuer Waermeaustauscher mit einem schraubenlinienfoermig aufgewickelten und mit Einschnitten versehenen Metallstreifen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rohr für Wärmeaustauscher mit einem Metallstreifen, der schraubenlinienförmig mit seiner Seitenkante um das Rohr gewickelt und längs seiner Länge in Querrichtung an voneinander in Abstand gehaltenen Abschnitten eingeschnitten ist.

Es sind solche Rohre für Wärmeaustauscher bekannt, bei denen der Metallstreifen von außen her derart eingeschnitten ist, daß er eine Reihe von rechteckigen Zungen aufweist, die radial von der Oberfläche des Rohres vorstehen. Eine solche Anordnung dient dazu, den Wärmeaustausch dadurch zu verbessern, daß die Dicke der ruhenden Schicht des die Rohre außen umspülenden Mittels verringert wird, hat andererseits aber doch den Nachteil, daß, da die äußeren Kanten der Zungen scharfe Ecken haben, jeder Schmutz oder faseriges oder flockiges Material, das in dem Mittel vorhanden sein kann, leicht aufgefangen wird, und diese Ansammlung von Material wird die Menge des Mittels schnell verkleinern, das um die Rohre strömen kann. Ferner müssen, um eine angemessene bauliche Festigkeit in dieser Anordnung zu erhalten, die Zungen etwa 13 mm oder mehr in der Breite ausgeführt sein, was wiederum eine Erniedrigung des Ausmaßes der Wärmeübertragung ergibt als es erhalten wäre, wenn diese Zungen eine Breite von 1,5 mm oder weniger hätten.

Es ist außerdem ein Rippenrohr-Wärmeaustauscher bekannt, bei dem als Leitflächen Metallteile vorgeschlagen werden, die aus einem flachen Blech ausgestanzt sind. Dort sind jedoch verschiedenartig ausgestanzte Teile als Scheiben ausgeführt, die auf einem Rohr übereinander in einem Abstand aufgereiht und dann in dieser Lage befestigt werden müssen. Nach alternativen Vorschlägen wird ein Metallstreifen vorgeschlagen, der, nachdem er ebenfalls ausgestanzt ist, schraubenlinienförmig um das Rohr gewickelt wird.

Solche Leitflächen sind aber äußerst kompliziert in der Herstellung sowie in der Handhabung beim Aufwickeln auf das Rohr. Außerdem ist klar zu ersehen, daß auf diese Weise hergestellte Leitflächen ziemlich teuer zu stehen kommen.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Rohr für einen Wärmeaustauscher mit einem schraubenlinienförmig aufgewickelten und eingeschnittenen Metallstreifen zu schaffen, das nicht leicht Schmutz, Fasern oder flockiges Material auffängt, welches in dem das Rohr umspülenden Mittel vorhanden sein kann. Außerdem soll der Metallstreifen aus einer Mehrzahl von relativ dünnen Abschnitten zusammengesetzt sein, um ein verbessertes Ausmaß an Wärmeübertragung zu erreichen, ohne daß dabei die erweiterte Oberfläche zur selben Zeit die bauliche Festigkeit vermindert.

mit einem schraubenlinienförmig

aufgewickelten und mit Einschnitten

versehenen Metallstreifen

Anmelder:
John Robert Martyn, London

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27

Rolf Straus, London,
ist als Erfinder genannt worden

Nach der Erfindung werden die gestellten Aufgaben unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile dadurch gelöst, daß der Metallstreifen derart eingeschnitten ist, daß zusammenhängende Randteile übrigbleiben, und längs seines äußeren Randteiles entweder vor oder während des Aufwickelvorganges auf das Metallrohr gestreckt wird, wodurch die Einschnitte geöffnet werden, um sprossenähnliche Abschnitte zu bilden, die sich zwischen den inneren und äußeren Randteilen des Streifens erstrecken.

Durch die Erfindung ist es erstmalig gelungen, auf so einfache und billige Weise das Problem der ruhenden Grenzschicht an der erweiterten Oberfläche, die den Wärmeübergang verschlechtert, zu lösen, ohne daß dabei die Stabilität des Wärmeaustauschelementes vermindert und die Gefahr des Verschlämmens der erweiterten Oberfläche erhöht wird.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 eine Endansicht eines Wärmeaustauschers, der ein Rohr gemäß der Erfindung aufweist,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes des Rohres nach Fig. 1 und

Fig. 3, 4 und 5 eine Seitenansicht bzw. Endansicht bzw. einen Schnitt eines Rohres gemäß der Erfindung.

Das Wärmeaustauschrohr nach der Erfindung weist eine Leitfläche auf, die bei Betrachtung in einer Schnittebene senkrecht zur Rohrachse als Rad erscheint, d. h., die einen inneren Randabschnitt aufweist, der in wärmeleitfähiger Beziehung mit dem Rohr befestigt ist, ferner einen äußeren Randabschnitt und eine Mehrzahl von radial sich erstreckenden sprossenartigen

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Gliedern. Bei einer solchen Anordnung fallen durch den äußeren Randabschnitt alle scharfen Kanten weg, zur gleichen Zeit können hierdurch dank dieser äußeren Randabschnitte die sprossenartigen Glieder relativ dünn hergestellt werden, während ausreichende bauliehe Steifheit erhalten bleibt.

Der in Fig. 1 dargestellte Wärmeaustauscher weist ein Rohr 1 auf, um das ein flacher Metallstreifen schraubenlinienförmig gewunden ist, der einen inneren Randabschnitt 4 in Wärmeleitbeziehung mit der Wand des Rohres 1 besitzt, ferner einen äußeren Randabschnitt 3 und sprossenähnliche Glieder 2, die hiermit zusammenhängen und die inneren und äußeren Randabschnitte verbinden. Wie veranschaulicht, ist das Wärmeaustauschrohr innerhalb eines Gehäuses 6 eingeschlossen, welches diametral gegenüberliegend angeordnete Zu- und Ableitungen 7 für den Durchtritt des das Rohr umspülenden Mittels aufweist. Im Normalfall wird der Wärmeaustauscher mit Wasser oder z. B. Dampf verwendet werden, das bzw. der durch das Rohr 1 fließt, wobei durch die Leitungen 7 und das Gehäuse 6 Luft geleitet wird. Der über die Oberfläche des Rohres fließende Luftstrom geht durch Gänge, die durch die Leitflächen bestimmt sind, und trifft und verläßt die sprossenähnlichen Glieder 2 kontinuierlich, indem er durch die öffnungen 5 zwischen diesen hindurchtritt und auf diese Weise die Bildung einer ruhenden Luftschicht verhindert wird.

Fig. 2 zeigt einen Abschnitt der Wand des Rohres 1 und der Leitfläche und veranschaulicht mittels Pfeilen, wie die Wärme der Flüssigkeit innerhalb der Röhre in die Leitflächen hineinfließt und von dort in den Luftstrom gelangt.

Aus den Fig. 3 bis 5 geht hervor, wie der Metallstreifen schraubenlinienförmig hochkant um das Rohr gewickelt wird und wie durch das Strecken des äußeren Randabschnittes 3 die Einschnitte sich in Nähe der Randzone öffnen und die sprossenähnlichen Abschnitte 2 entstehen.

Bei der Herstellung kann der Metallstreifen vor dem Aufwickeln an einer seiner Randecken gezogen werden, um die Kanten jedes diesem Randabschnitt des Streifens benachbarten Schlitzes zu trennen; der gestreckte Streifen wird dann als Spule geformt, die alsdann auf einem Rohr entsprechend befestigt werden kann. Abgewandelt hierzu kann der geschlitzte Metallstreifen hochkant um das Rohr gewunden werden, wobei der Streckprozeß während des Aufwickeins durchgeführt wird. In jedem Fall wird eine Leitfläche gebildet, die innere und äußere Randabschnitte aufweist, welche durch zusammenhängende sprossenähnliche Glieder verbunden werden. Diese Glieder können in irgendeiner üblichen Weise angebracht sein; ihre Anzahl und Breite können entsprechend den Erfordernissen gewählt werden. Der Metallstreifen kann auf dem Rohr durch Reibung gehalten werden oder kann auf ihm auch durch Hartlöten, Schweißen oder irgendwelche anderen üblichen Mittel befestigt werden. Ferner kann er, falls erwünscht, in an sich bekannter Weise mit einem Flansch ausgestattet sein, der an der äußeren Oberfläche des Rohres sitzt und der an ihm beispielsweise durch Hartlöten oder Schweißen befestigt werden kann. Das Befestigen des Metallstreifens am Rohr kann in üblicher Weise durch Verzinnen der Oberfläche des Gliedes und der entsprechenden Kante des Streifens und Erwärmen der Anordnung bewirkt werden, nachdem der Metallstreifen um das Rohr gewickelt worden ist.

Das verbesserte Wärmeaustauschrohr nach der Erfindung läßt sich für jeden beliebigen Zweck verwenden, bei dem es erwünscht ist, Wärme von einem strömenden Mittel auf ein anderes zu übertragen. Es kann beispielsweise zum Kühlen oder Erwärmen von Wasser durch Luft, für die Übertragung von Wärme von einem Gas auf ein Kühlmittel, zum Kühlen oder Erwärmen von Petroleumprodukten durch Luft oder Gase und andere ähnliche Verfahren Anwendung finden. Eine besondere Anwendung ist das Kühlen des Kühlwassers von Kraftfahrzeugmotoren, wie z. B. Diesel- oder Petroleummotoren. Bei dieser Anwendung wird das Wasser durch das röhrenförmige Element geführt, während über die Außenseite Luft geblasen wird.

Gemäß der sehr günstigen Wärmeübertragungsfähigkeit der Rohre nach der Erfindung im Vergleich mit den bekannten kann die Länge des Rohres wesentlich verkürzt und es können entsprechend auch die Größe und das Gewicht des gesamten Wärmeaustauschers ebenfalls vermindert werden. Ferner wird die Zirkulation von Luft über den Rohren nicht so viel Kraft verbrauchen wie bei bekannten Rohren, da die verbesserte Ausführung nicht so leicht Schmutz und anderes Material, das in dem Luftstrom mitgeführt wird, auffängt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rohr für Wärmeaustauscher mit einem Metallstreifen, der schraubenlinienförmig mit seiner Seitenkante rund um das Rohr gewickelt und längs seiner Länge in Querrichtung an voneinander in Abstand gehaltenen Abschnitten eingeschnitten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen derart eingeschnitten ist, daß zusammenhängende Randteile übrigbleiben, und längs seines äußeren Randteiles entweder vor oder während des Aufwickelvorganges auf das Metallrohr gestreckt wird, wodurch die Einschnitte geöffnet werden, um sprossenähnliche Abschnitte zu bilden, die sich zwischen den inneren und äußeren Randteilen des Streifens erstrecken.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Randkante des Metallstreifens in an sich bekannter Weise mit einem Flansch versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 839 508;
schweizerische Patentschrift Nr. 235 639;
Deutsche Patentanmeldung D 8080 Ia/17f, (bekanntgemacht am 17. 1. 1952).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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