DE1122971B

DE1122971B - Waermeaustauschrohr aus einem rohrfoermig gebogenen Metallstreifen und einer in die Laengsnaht eingefuegten Metallrippe

Info

Publication number: DE1122971B
Application number: DEB44499A
Authority: DE
Original assignee: Bundy Tubing Co
Current assignee: Bundy Tubing Co
Priority date: 1956-05-21
Filing date: 1957-05-03
Publication date: 1962-02-01

Description

Wärmeaustausehrohr aus einem rohrförmig gebogenen Metallstreifen und einer in die Längsnaht eingefügten Metallrippe Die Erfindung bezieht sich auf Rohre, die sich für die Wärmeübertragung oder den Wärmeaustausch eignen.
Solche Rohre werden in zahlreichen Installationen verwendet, z. B. Radiatoren in Kraftfahrzeugen, öl- kühlem, Wärmeaustauschem von Kälteanlagen, Raumerhitzern u. dgl. In vielen Fällen wird die Wärme von einem in dem Rohr enthaltenen Strömungsnüttel an die umgebende Atmosphäre ausgestrahlt oder übertragen, während in anderen Fällen die Wärme von einem kalten Strömungsmittel oder von einer verdampfenden Flüssigkeit, die sich in dem Rohr befindet, aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft insbesondere Rohre, welche zur Verbesserung der Wärmeüber-tragung mit Rippen ausgestattet sind, welche mit einem Teil ihrer Fläche im Inneren des Rohres liegen und mit einem anderen Teil ihrer Fläche außerhalb des Rohrmantels angeordnet sind.
Rohre der letztgenannten Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Dazu gehört ein gebogenes Rohr, bei welchem mit dem Mantel zugleich die Radialrippen hergestellt werden. Nach einem anderen Herstellungsverfahren wird von Metallstreifen ausgegangen, welche teils zur Bildung der Rohrwand als Hohlprofil ausgeführt und teils als ebene oder gekrümmte Rippen vorbereitet sind. Dabei wird der Rohrkörper aus zwei Hohlprofilstreifen zusammengesetzt, deren jeder eine Rohrhälfte bildet und an den Längskanten mit Flanschen ausgestattet ist, die in Richtung der das Rohr ergänzenden Rippen verlaufen. Zwischen den beiden Rohrhälften ist ein das Rohr durchquerender Rippenstreifen eingesetzt, welcher beiderseits des Rohrkörpers vorsteht.
Der zuletzt genannten Bauart ähnlich, jedoch etwas einfacher in der Herstellung ist eine Rohrform, bei welcher der Mantel nur aus einem zylindrisch gebogenen Metallstreifen besteht, in dessen Längsnaht eine Blechrippe eingeschweißt oder eingelötet wird. Diese Rippe ragt auf einer Seite über den Mantel hinaus und stößt mit ihrer anderen Längskante gegen die Innenwand des Rohres. Auf diese Weise ergibt sich auch hier eine Unterteilung des Durchflußquerschnittes, die innerhalb des Rohres eine bei Wärmeaustauschem unerwünschte laminare Strömung bewirkt. Andere Nachteile ergeben sich noch hinsichtlich der Fertigung, weil beispielsweise das Zusammenfügen der beiden Teile im genau ausgerichteten Zustand erfolgen muß und Biegungen in der senkrecht zur Rippe liegenden Ebene ausgeschlossen sind.
Die vorliegende Erfindung will Abhilfe schaffen und empfiehlt daher in Anlehnung an die bekannten Konstruktionen, den Rohrkörper aus einem zylindrisch gebogenen Metallstreifen und einer in die Längsnaht z. B. durch Schweißen eingefügten Rippe herzustellen, wobei die Breite des innerhalb des Rohrkörpers liegenden Teiles der Längsrippe kleiner ist als der lichte Durchmesser des Körpers. Weiterhin sind die innerhalb und außerhalb des Rohrkörpers liegenden Teile der Längsrippe verformbar ausgebildet, so daß das Rohr in jeder beliebigen Ebene gebogen werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung ergeben sich in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt Fig. 1 ein Rohrstück mit einer Wärmeübertragungsrippe in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch das Rohr mit Darstellung einer Biegung, Fig. 3 einen Querschnitt durch das Rohr gemäß Fig. 1, Fig. 4 eine vergrößerte Ouerschnittsdarstellung, welche die Nahtstellen zwischen den Längskanten des Rohrkörpers und der Rippe veranschaulicht, Fig. 5 einen der Fig. 3 ähnlichen Querschnitt, wobei der in dem Rohr liegende Teil der Rippe eine besondere Form aufweist, Fig. 6 eine teilweise im Schnitt und teilweise in Seitenansicht gehaltene Darstellung einer Rohrausführung anderer Art.
Das Rohr gemäß Fig. 1 besteht aus einem rohrförmigen Körper 1, der aus einem Metallstreifen zu einem Hohlprofil umgeformt worden ist. Die Kanten des Streifens sind gemäß Fig. 3 nahe aneinandergebracht, wie es etwa bei einem Rohr mit stumpfer Schweißnaht der Fall ist.' Diese Rohrform läßt sich dadurch herstellen, daß ein Metallstreifen in Längsrichtung durch ein Rohrwalzwerk hindurchgeführt wird, welches den Streifen zu einem Hohlprofil umgestaltet; solche Rohrwalzwerke sind an sich bekannt.
Zwischen den einander zuweisenden Kanten des den Rohrkörper bildenden Streifens ist eine Rippe 2 eingesetzt. Diese Rippe besteht aus einem zusammenhängenden Metallstreifen, der im wesentlichen flach oder eben ist und diametral angeordnet wird. Der Streifen 2 besitzt einen Rippenteil 3, der in das Rohr hineinragt, sowie einen Rippenteil 4, der außerhalb des Rohres liegt. Zwischen den Teilen oder Bahnen 3 und 4 liegt eine Bahn 5. Die Rippe ist so angeordnet, daß die einander zuweisenden Kanten des Rohrkörpers 1 an den Außenflächen der mittleren Bahn 5 der Rippe anstoßen.
Der die Rippe 2 bildende Streifen kann von einem Vorratsstapel oder einer Rolle abgenommen und in die gewünschte Lage gebracht werden, wenn sich der das Rohr bildende Streifen in Längsrichtung durch das Rohrwalzwerk bewegt.
Die einander zuweisenden Längskanten des Rohrkörpers werden mit den Außenflächen der Zwischenbahn 5 so verbunden, daß eine dichte Naht entsteht. Die Verbindung kann als Schweißverbindung ausgeführt sein. Zweckmäßigerweise findet dabei die elektrische Widerstandsschweißung Anwendung, bei welcher die miteinander zu verbindenden Metallteile mittels elektrischen Stromes erhitzt und dann zusammengepreßt werden. Wenn die Teile in dieser Weise zusammengeschweißt sind, werden sie zusammengedrückt, wobei die Längskanten des Rohrkörpers etwas in die mittlere Bahn des Rippenstreifens eindringen können, so daß Grenzflächen 6 und 7 entstehen, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist.
Das für die Nahtherstellung oder den Verband angewendete Verfahren kann auch ein anderes sein; im übrigen kann das Rohr- und Rippenmaterial entsprechend den gegebenen Verhältnissen geplant werden, wobei sich die Art der Verbindung nach dem Material richten muß.
Die Schweißverbindung wird man mit Vorzug immer anwenden, wo der Rohrkörper und die Rippe aus eisenhaltigem Material bestehen. Es ist indessen aber auch möglich, den Rohrkörper und die Rippe durch Löten, insbesondere durch Hartlöten, bei welchem ein Lot mit hohem Schmelzpunkt Verwendung findet, miteinander zu verbinden. Beispielsweise können die Längskanten des Rohrkörpers und die Rippe durch Kupferlot miteinander verbunden werden. Bei Anwendung einer Kupferlötverbindung können beträchtliche Drücke zugelassen werden; wegen der verhältnismäßig hohen Temperatur ist es außerdem möglich, die Längskanten des Rohrkörpers in das Metall der Rippe eindringen zu lassen, so daß Grenz- oder Zwischenflächen entstehen, wie sie bei 6 und 7 in Fig. 4 veranschaulicht sind.
Der Rohrkörper und die Rippe können auch aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen sowie aus anderen Metallen und anderen Metallegierungen bestehen; darüber hinaus ist es möglich, für den Rohrkörper und die Rippe verschiedenartige Metalle zu verwenden.
Zwecks Erleichterung einer Biegung des Rohres in der Ebene der Rippe, was erforderlich sein mag, wenn das Rohr so gestaltet werden muß, daß es in einem Wärmeaustauscher Aufnahme finden kann, wird die innere Rippenbahn 3 mit in der Querrichtung verlaufenden Ausschnitten versehen, wie es bei 10 veranschaulicht ist; dabei entstehen Abschnitte 12; auf diese Weie kann das Rohr so gebogen werden, daß die Rippe auf der Innenseite der Biegung liegt, wie es Fig. 2 veranschaulicht. Um dieses Biegen noch mehr zu erleichtern, kann die äußere Rippenbahn 4 in der Querrichtung eingeschnitten sein, wie es bei 11 dargestellt ist; durch diese Einschnitte entstehen Segmente 13, welche gemäß Fig. 2 bei dem Biegevorgang voneinander getrennt werden. Die äußere Rippenbahn 4 braucht unter Umständen nur gerillt zu werden, anstatt Einschnitte zu erhalten. Bei einer solchen Rillung kann sich das Metall beim Biegen des Rohres dehnen und es dadurch ermöglichen, daß die einzelnen Abschnitte sich voneinander entfernen.
Zwecks Verbesserung des Wärmeübergangs und zwecks Erzeugung einer gewissen Wirbelung innerhalb des Rohres können die innenliegenden Ab- schnitte 12 wechselweise in entgegengesetzter Richtung aus der Rippenebene herausgebogen werden, wie es in Fig. 5 veranschaulicht ist. Des weiteren ist es möglich, die äußere Rippenbahn 4 gemäß Fig. 6 mit in der Querrichtung verlaufenden Ausschnitten 14 zu versehen, so daß auch außenseitig Abschnitte oder Segmente 15 gebildet werden. Bei einer solchen Ausführung wird auch die Biegung des Rohres dann erleichtert, wenn die äußere Rippenbahn 4 auf der Innenseite der Biegung liegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Wärmeaustauschrohr aus einem rohrförmig gebogenen Metallstreifen und einer in die Längsnaht z. B. durch Schweißen eingefügten Längsrippe, die teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Rohrkörpers liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des innerhalb des Rohrkörpers (1) liegenden Teils (3) der Längsrippe (2) kleiner ist als der lichte Durchmesser des Rohrkörpers (1) und daß die innerhalb und außerhalb des Rohrkörpers (1) liegenden Teile (3, 4) der Längsrippe (2) verformbar ausgebildet sind, so daß das Rohr in jeder beliebigen Ebene gebogen werden kann.
2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Rohrkörper (1) liegende Teil der Längsrippe (3) in an sich bekannter Weise mit in der Querrichtung verlaufenden Ausschnitten (10) versehen ist (Fig. 1 und 2). 3. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Teil der Längsrippe (4) in an sich bekannter Weise mit in der Querrichtung verlaufenden Einschnitten (11) versehen ist (Fig. 1 und 2). 4. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der äußere Teil der Längsrippe (4) in an sich bekannter Weise mit in der Querrichtung verlaufenden Ausschnitten (14) versehen ist (Fig. 6). 5. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Teil der Längsrippe (4) in an sich bekannter Weise in Längsrichtung gewellt oder gerillt ist. 6. Rohr nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die in der Querrichtung verlaufenden Ausschnitte (10) gebildeten Segmente (12) des inneren Teils der Längsrippe (3) in an sich bekannter Weise abwechselnd nach entgegengesetzten Richtungen aus der Rippenebene herausgebogen sind (Fig. 5). 7. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die dichte Verbindung zwischen den Längskanten des Rohrkörpers (1) und der Rippe (2) büdende Schweißnaht in an sich bekannter Weise so ausgeführt ist, daß die Längskanten des Rohrkörpers in die Rippe (2) eindringen (Fig. 4). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 574 208, 479 297, 342 624; britische Patentschriften Nr. 643 890, 331392; USA.-Patentschrift Nr. 2 294 030.