DE2131085A1

DE2131085A1 - Fanned ribbed tube and method for its manufacture

Info

Publication number: DE2131085A1
Application number: DE19712131085
Authority: DE
Inventors: Boose Robert Carl
Original assignee: ESCOA FINTUBE CORP
Current assignee: ESCOA FINTUBE CORP
Priority date: 1970-06-25
Filing date: 1971-06-23
Publication date: 1971-12-30
Also published as: JPS51133062U; JPS5542140Y2; GB1328302A; BE769088A; FR2096489A1; FR2096489B1

Description

ESCOA FINTUBE CORPORATION, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Oklahoma, 3600 Eφ Highway 69A₁ PRYOR, Oklahoma (V.St.A.)ESCOA FINTUBE CORPORATION, a company incorporated under the laws of the State of Oklahoma, 3600 Eφ Highway 69A ₁ PRYOR, Oklahoma (V.St.A.)

Gefächertes Steg-Rippenrohr und Verfahren zu seiner HerstellungFanned ribbed tube and method for its manufacture

Die Erfindung betrifft ein Rippenrohr, insbesondere für Wärmeaustauscher, bestehend aus einem zylindrischen Rohr und einer auf dessen zylindrischer Oberfläche befestigten stegförmigen gefächerten Rippenanordnung, und außerdem ein Verfahren zum Herstellen und Anbringen von Rippen auf der zylindrischen Oberfläche eines Rohres, insbesondere zur Herstellung eines derartigen Rippenrohres. The invention relates to a finned tube, in particular for heat exchangers, consisting of a cylindrical tube and a ridge-shaped fanned rib arrangement fixed on the cylindrical surface thereof, and also a method of making and attaching Ribs on the cylindrical surface of a tube, in particular for the production of such a ribbed tube.

Bei Wäraeaustauscher-Sätzen ist es seit längerer Zeit üblich, deren Rohre außen mit Blechrippen zu versehen, um die wirksame Wärmeaustausch-Fläche zwischen einer im Inneren der Rohre fließenden Flüssigkeit und einer weiteren, in den meisten Fällen das Rohr außen umfließenden Flüssigkeit oder einem Gas zu vergrößern'·.It has been the case for a long time with heat exchanger sets It is customary to provide the tubes with sheet metal ribs on the outside in order to ensure the effective heat exchange area between an im Inside the tubes flowing liquid and another, in most cases the tube outside flowing To enlarge liquid or gas' ·.

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Mit Rippenrohren versehene Wärmetauscher haben bei der Übertragung von Wärme von einem Medium auf ein zweites Medium große Verbreitung gefunden. Es gibt Wärmetauscher zur Gewinnung der Wärmeenergie aus heißen Abgasen von Turbinen, bei denen eine Vielzahl von Rohren in paralleler Anordnung ein Gehäuse durchzieht. Während die Außenflächen der Rohre von den heißen Abgasen umströmt werden, wird bei einem derartigen Wärmetauscher normalerweise Wasser durch die Rohre hindurchgeleitet. Das auf diese Weise erzeugte heiße Wasser bzw. der Dampf wird im allgemeinen für interne Anlagenzwecke verwendet. Solche Abgas-Wärmegewinnungsanlagen zwingen fast immer zum Einsatz von vergrößerten Wärmetausch-Oberflächen. Heat exchangers provided with finned tubes have the advantage of transferring heat from one medium to a second Medium found widespread use. There are heat exchangers for obtaining thermal energy from hot exhaust gases of turbines, in which a large number of pipes in a parallel arrangement run through a housing. While the outer surfaces of the tubes are flowed around by the hot exhaust gases, in such a heat exchanger normally water passed through the pipes. The hot water or water generated in this way the steam is generally used for internal plant purposes. Such exhaust gas heat recovery systems force almost always for the use of enlarged heat exchange surfaces.

Mit Rippenrohren ausgestattete Wärmetauscher werden in großer Anzahl bei der Energieerzeugung gebraucht, beispielsweise in Kesseln und Speisewasservorwärmern. In einigen Anwendungsfällen braucht man dickere Rippen, um die Rippenrohre näher auf die Strahlungsseite des Wärmetauschers setzen zu können.Heat exchangers equipped with finned tubes are used in large numbers in the generation of energy, for example in boilers and feed water preheaters. In some applications you need thicker ribs to to be able to put the finned tubes closer to the radiation side of the heat exchanger.

Es gibt verschiedene Ausführungsformen für Rippenrohre mit vergrößerter Wärmetausch-Oberflache. Zu den verschiedenen Rippen-Abwandlungen gehörenThere are various designs for finned tubes with an enlarged heat exchange surface. To the different Rib modifications include

a) flanschförmige Rippen, bestehend aus einem größeren Rippenabschnitt und einer kleineren rechtwinklig abgebogenen, als Bodenflansch ausgebildeten Basis;a) flange-shaped ribs, consisting of a larger rib section and a smaller one bent at right angles as the bottom flange trained base;

b) eine kanalartige Rippenart, von deren durchlaufender Basis sich ein Rippenpaar in einer U-förm^ger: Anordnung radial nach außen erstreckt; undb) a channel-like type of rib, from the continuous base of which a pair of ribs in a U-shaped ^ ger: arrangement extends radially outward; and

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c) eine I-förmige Steg-Rippe, deren flacher unterer Rippenabschnitt die Basis zur Verbindung mit dem Rohr bildet.c) an I-shaped web rib, the flat lower rib section of which forms the base for connection to the tube.

Jede dieser verschiedenen Rippenarten kann entweder durchlaufend oder segmentartig aufgeteilt ausgeführt sein. Durchlaufende Rippen haben normalerweise eine glatt durchlaufende Oberfläche, können aber perforiert sein, um bestimmte Konstruktionsaufgaben zu erfüllen. Segmentartig unterteilte Rippen sind entweder parallel zu ihrer Rippenbasis oder in einem Winkel dazu verdreht bzw. geschränkt, um mit Hilfe eines gewissen Anstellwinkels eine Turbulenz zu fördern, welche den WärM-übergang verbessert. Alle diese Floesenanordnungen können das Rohr entweder wendelförmig, d.h. ein einer Schraubenlinie umspannen, oder in Längsrichtung des Rohres angebracht sein. Die Verbindung der Rippenanordnungen am Rohr erfolgt entweder mit Hilfe einer Schweiß- oder HartlötverbLndung, oder, bei ichraubenförmig gewickelten Rippenanordnungen, mit Hilfe einer mechanischen Wickelvorspannung.Each of these different types of ribs can either be continuous or divided into segments. Continuous ribs usually have a smooth surface, but can be perforated, to perform certain construction tasks. Ribs divided into segments are either parallel to their rib base or twisted or set at an angle to promote turbulence with the help of a certain angle of attack, which improves the heat transfer. All of these raft arrangements can the pipe either helically, i.e. spanning a helical line, or in the longitudinal direction of the pipe to be appropriate. The connection of the rib arrangements on the pipe is done either with the help of a welding or Brazed connection, or, in the case of helically wound rib arrangements, with the aid of mechanical pre-tensioning of the winding.

Es ist bekannt, daß Verzahnungen, Schlitze oder Perforationen in den Rippen die Wärmeübertragung wesentlich unterstützen, insbesondere dann, wenn das auf der Außenseite der Rippenrohre strömende Medium ein Gas ist. Der verbesserte Wärmeübergang beruht auf der vergrößerten Turbulenz innerhalb der Zwischenräume zwischen den Rippen desselben Rohres, und ferner auf der Tatsache, daß die laminare Strömung in unmittelbarer Nähe der Rippen vermindert wird. Außerdem sei erwähnt, daß bestimmte segmentartige Flossen eine größere Oberfläche aufweisen, als durchgehende Rippen von derselben Höhe und Dicke. Derartige Rippen sind in einer artverwandten USA-Patentanmeldung Nr. 765.165 mit dem Titel "Segmented Finned Tubes For Use In Heat Exchangers" offenbart worden.It is known that serrations, slots or perforations in the ribs support the heat transfer significantly, especially when that on the The medium flowing on the outside of the finned tubes is a gas. The improved heat transfer is based on the increased turbulence within the spaces between the fins of the same tube, and also on the The fact that the laminar flow in the immediate vicinity of the ribs is reduced. It should also be mentioned that certain segment-like fins have a larger surface area than continuous ribs of the same Height and thickness. Such ribs are shown in a related United States Patent Application No. 765,165 entitled "Segmented Finned Tubes For Use In Heat Exchangers" has been disclosed.

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Obgleich die meisten der zuvor beschriebenen Rippenrohrarten handelsüblich sind, haben gefächerte Steg-Rippenrohre bisher keine große Verbreitung gefunden, weil ihre Herstellung bisher mit größeren Schwierigkeiten verbunden war·Although most of the types of finned tubes described above are commercially available, fanned finned tubes have so far not found widespread, because their production so far with greater difficulties was connected

Wie bereits erwähnt, wurden gefächerte Steg-Rippen bisher mit dem zugeordneten Rohr entweder durch Hartlöten oder durch Schweißen verbunden. Das Hartlöten bringt verschiedene Nachteile mit sich. Wegen der mechanischen Eigenschaften einer Hartlot-Verbindung bevorzugen die meisten Anwender bei hohen Temparaturen ausgesetzten Rippenrohren die Schweißverbindung. Der Hartlötvorgang bei der Herstellung von gefächerten Steg-Rippenrohren hat sich außerdem als äußerst zeitraubend und teuer erwiesen.As previously mentioned, fanned web ribs have previously been either brazed to the associated tube or connected by welding. Brazing has several disadvantages. Because of the mechanical Properties of a brazed joint prefer the most users use finned tubes exposed to high temperatures. The brazing process The manufacture of fanned fin tubes has also proven to be extremely time consuming and expensive proven.

Geschlitzte Steg-Rippenrohre sind auch schon unter Benutzung des üblichen Lichtbogen- oder Kehlnaht-Schweißverfahrens hergestellt worden. Derartige Schweißverfahren haben vor allem den Nachteil, daß sie äußerst langsam· ablaufen und dadurch die Herstellkosten stark in die Höhe treiben. Geschlitzte oder perforierte Rippenrohr-Konstruktionen haben den zusätzlichen Nachteil der Materialverminderung im Rippenbereich, also an der Wärmeübergangsfläche, so daß derartige Wärmetauscher von Hause aus mit einem reduzierten Wärmeübergang behaftet sind und demgemäß unwirtschaftlich arbeiten.Slotted ribbed tubes are also available using the usual arc or fillet weld welding process has been manufactured. Such welding processes have the main disadvantage that they are extremely slow expire and thereby drive up the manufacturing costs significantly. Slotted or perforated finned tube constructions have the additional disadvantage of reducing the material in the rib area, i.e. on the heat transfer surface, so that such heat exchangers inherently have a reduced heat transfer are and therefore work uneconomically.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß gefächerte Steg-Rippenrohre einerseits die besten Eigenschaften als Wärmeaustauschelement aufweisen, wegen verschiedener Schwierigkeiten bei ihrer Herstellung jedoch keine weite Verbreitung finden konnten.In summary, it can be said that fanned ribbed finned tubes on the one hand have the best properties as a heat exchange element, because of various However, difficulties in their manufacture could not find widespread use.

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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes gefächertes Steg-Rippenrohr sowie ein Verfahren mit Vorrichtung zur wirtschaftlichen Herstellung solcher Rippenrohre aufzuzeigen.It is therefore the object of the invention to provide an improved fanned fin tube and a method To show device for the economical production of such finned tubes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rippenanordnung aus einem flachen Blechstreifen besteht, der über seine Breite hinweg in einen größeren Rippenbereich mit radial nach außen gerichteten Rippen, und in einen schmaleren Basisbereich unterteilt ist, dessen Querschnitt groß genug zur Aufnahme eines hochfrequenten Stromes ist; und daß der Fußabschnitt des Basisbereiches mit der darunter liegenden Rohr-Oberfläche mittels einer Schmelzschweißverbindung zusammengeschmiedet ist· Die Rippenanordnung ist entweder wendelförmig um das Rohr herumgelegt oder verläuft in dessen Längsrichtung.According to the invention this object is achieved in that the rib arrangement consists of a flat sheet metal strip, which over its width into a larger one Rib area with radially outwardly directed ribs, and is divided into a narrower base area, the The cross-section is large enough to accommodate a high-frequency current; and that the foot portion of the base region forged together with the underlying pipe surface by means of a fusion welded connection is · The fin arrangement is either helically wrapped around the pipe or runs in it Longitudinal direction.

Verfahrensgemäß wird diese Aufgabe durch einen Hochfrequenz-Schweißprozeß gelöst, in dessen Verlauf die Rippen fortlaufend zugeführt und entweder wendelförmig oder in Längsrichtung auf das Rohr aufgebracht werden. Eine erste Elektrode der verwendeten Schweißeinrichtung wird an eine Kontaktfläche der Rippenanordnung in Vorschubrichtung dicht vor einem gemeinsamen Berührungspunkt zwischen Rippenanordnung und Rohr angelegt, und eine zweite Elektrode berührt das Rohr an einer Stelle, die ebenfalls dicht vor dem gegenseitigen Berührungspunkt liegt. Danach wird ein ultra-hochfrequenter Strom an die Elektroden gelegt, dessen Strompfad über den Fußabschnitt? der Rippenanordnung zur darunter liegenden Rohr-Oberfläche führt, so daß der Fußabschnitt und die darunter liegende Rohr-Oberfläche schmilzt. Dann wird an die äußeren Rippenenden eine Schmiedekraft angelegt, welche so gerichtet und bemessen ist, daß Fußabschnitt und da-According to the method, this object is achieved by a high-frequency welding process solved, in the course of which the ribs continuously fed and either helically or in Be applied lengthways to the pipe. A first electrode of the welding device used is on a contact surface of the rib arrangement in the feed direction placed close to a common point of contact between the rib arrangement and the pipe, and a second The electrode touches the pipe at a point that is also close to the point of mutual contact. Then an ultra-high-frequency current is applied to the electrodes, the current path of which is via the foot section? the rib assembly leads to the underlying tube surface, so that the foot portion and those below lying pipe surface melts. Then a forging force is applied to the outer rib ends, which is directed and dimensioned in such a way that the foot section and

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runter liegende ^Rohr-Oberfläche zusammengepreßt werden und eine Schmelzschweißverbindung ergeben.lying down ^R ear surface are pressed together and produce a fusion welded joint.

Vorteilhaft ist es, wenn die Rippenanordnung seitlich geführt wird, während die Schmiedekraft an die Rippenenden angelegt wird.It is advantageous if the rib arrangement is laterally is performed while the forging force is applied to the rib ends is created.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit einer Zeichnung ψ entnommen werden. Es zeigen:Further details and advantages of the invention can be found in the following description of a preferred exemplary embodiment in conjunction with a drawing ψ . Show it:

Fig. 1 ein abgebrochenes Stück einer gefächerten und verwundenen Rippenanordnung in perspektivischer Darstellung;Fig. 1 is a broken-off piece of a fanned and twisted rib arrangement in perspective representation;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von gefächerten und gewundenen Steg-Rippenrohren;Fig. 2 is a schematic representation of a device for producing fan-shaped and serpentine finned tubes;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines gefächerten verwundenen Steg-Rippenrohres, welches gemäß vorliegender Erfindung aufgebaut ist;Fig. 3 is a side view of a fanned, twisted rib-rib tube, which according to present invention is constructed;

Fig. 4 einen teilweise abgebrochenen Schnitt durch eine Ebene 4-4 aus Fig. 3;FIG. 4 shows a partially broken section through a plane 4-4 from FIG. 3; FIG.

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des gefächerfe ten verwundenen Rippenrohres gemäß vorFig. 5 is a perspective view of the gefächerfe th twisted finned tube according to before

liegender Erfindung;underlying invention;

Fig. 6 einen Schnittverlauf durch eine Ebene 6-6 aus Fig. 4;FIG. 6 shows a section through a plane 6-6 from FIG. 4;

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Darstellung7 is a partially sectioned illustration

eines Schweißrades, wie es bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird; undof a welding wheel, as it is when carrying out the method according to the invention is used; and

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Ebene 8-8 von Fig. 7.FIG. 8 shows a section through a plane 8-8 of FIG. 7.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Stück einer erfindungsgemäßen Rippenanordnung 10 im gestreckten Urzustand dargestellt. Es handelt sich hier um eine aus einem flächenIn Fig. 1 of the drawings there is a piece of an inventive Rib arrangement 10 shown in the original stretched state. This is one of a surface

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Blechstreifen hergestellte gefächerte Steg-Rippenanordnung. Die größere Breite des Blechstreifens bildet den Rippenbereich mit einer Anzahl von radial verlaufenden gefächerten Rippen 11. Die einzelnen Rippen 11 sind durch Einschnitte voneinander getrennt worden, welche von der Oberseite der Rippenanordnung 10 bis zum durchgehenden Unterteil verlaufen, weichefeinen schmalen Basisbereich 13 bildet. Es sei bemerke, daß die einzelnen gefächerten Rippen 11 entweder parallel zu diesem Basisbereich 13 verlaufen oder an ihrem Ende gegenüber dem Basisbereich 13 um einen bestimmten Winkel verwunden sein können. Die in Fig. 1 dargestellte Rippenanordnung besitzt verwundene Rippen 11, deren Enden gegenüber dem Basisbereich 13 etwa einen Anstellwinkel von 45° aufweisen. Diese verwundene Ausführung wird bevorzugt, weil sie bessere Wärmeübertragungseigenschaften aufweist.Fan-shaped web-rib arrangement produced from sheet metal strips. The greater width of the sheet metal strip forms the Rib area with a number of radially extending fanned ribs 11. The individual ribs 11 are have been separated from one another by incisions which extend from the top of the rib assembly 10 to the continuous Run the lower part, which forms a fine, narrow base region 13. It should be noted that the individual fanned ribs 11 either run parallel to this base region 13 or at their end opposite the Base region 13 can be twisted by a certain angle. The rib arrangement shown in Fig. 1 has twisted ribs 11, the ends of which have an angle of incidence of approximately 45 ° with respect to the base region 13. This twisted design is preferred because it has better heat transfer properties.

Der untere Basisbereich 13 der Rippenanordnung 10 dient als Kontaktfläche für eine beim erfindungsgemäßen Herstellverfahren benötigte Hochfrequenz-Elektrode. Zwar läßt sich die Breite dieser Kontaktfläche (Basisbereich 13) nach konstruktionsbedingten Erfordernissen auswählen, es wird jedoch empfohlen, bei der Bemessung des Basisbereiches 13 eine Breite von mindestens 10 mm zu wählen, damit man handelsübliche Hochfrequenz-Elektroden verwenden kann. Die Schmalseite des Basisbereiches 13 der Rippenanordnung 10 dient als Fußabschnitt 15, welcher auf einem Rohr aufliegt, wie aus der nachfolgenden Beschreibung mit größerer Ausführlichkeit entnommen werden kann.The lower base region 13 of the rib arrangement 10 serves as a contact surface for a manufacturing method according to the invention required high-frequency electrode. The width of this contact area (base area 13) according to the design requirements, but it is recommended that when dimensioning the Base area 13 to choose a width of at least 10 mm, so that one can use commercially available high-frequency electrodes can use. The narrow side of the base region 13 of the rib arrangement 10 serves as a foot section 15, which rests on a tube, as can be seen in greater detail from the following description can.

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zum Herstellen der gefächerten Rippenanordnung 10, zum wendeiförmigen Umwickeln eines Rohres 20 mit dieser Rippenanordnung 10, und zum Verschweißen der Rippenanordnung 10 mit dem Rohr 20 in schematischer Weise dargestellt. Den Ausgang des Her-In Fig. 2 is an apparatus for making the fanned rib assembly 10 for helical wrapping of a pipe 20 with this fin arrangement 10, and for welding the fin arrangement 10 to the pipe 20 in FIG shown schematically. The outcome of the

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Stellverfahrens bildet ein auf einer Vorratsrolle 23 aufgewickelter Blechstreifen 21, der zwischen mehreren Antriebsrollen 25 hindurch einer Blechbearbeitungsmaschine 27 zugeführt wird. In dieser Blechbearbeitungsmaschine 27 befindet sich ein zweistufiges Scher- und Formwerkzeug 31, welches von einem Pressenstempel 29 angetrieben wird. Die erste Stufe des Scher- und Formwerkzeuges 31·trennt den Blechstreifen 21 einseitig zu einer Vielzahl von Rippen 11 auf, und die zweite Stufe besorgt das Verwinden der einzelnen Rippen 11 um den vorgesehenen Anstellwinkel gegenüber dem durchlaufenden Basisbereich 13· Es sei noch bemerkt, daß das Auftrennen der einzelnen Rippen 11 aus dem Blechstreifen 21 spanlos und ohne jegliche Materialabnahme erfolgt.A positioning process forms a on a supply roll 23 wound sheet metal strip 21, which is between several drive rollers 25 through a sheet metal processing machine 27 is fed. In this sheet metal working machine 27 there is a two-stage shear and Forming tool 31 which is driven by a press ram 29. The first stage of the shear and form tool 31 · separates the sheet metal strip 21 on one side to form a plurality of ribs 11, and the second stage concerned about the twisting of the individual ribs 11 by the intended angle of attack compared to the continuous one Base area 13 · It should also be noted that the separation of the individual ribs 11 from the sheet metal strip 21 takes place without cutting and without any material removal.

Der innerhalb der Blechbearbeitungsmaschine 2 7 in die Rippenanordnung 10 umgewandelte Blechstreifen 21 wird zunächst über eine Anzahl von Rollen 32, 33 und 34, von denen die Rolle 33 beweglich angeordnet ist, um bei Änderungen der Fördergeschwindigkeit auftretende Längenunterschiede des geförderten Bandes aufnehmen zu können, weiterbefördert. Die mit gefächerten und verwundenen Rippen versehene Rippenanordnung 10 wird dann mit Hilfe von zwei weiteren Rollen um 90 gedreht und einer in Fig. 2 nur schematisch angedeuteten Schweißstation 40 zugeführt, in der das wendeiförmige Aufwickeln und Verschweißen der Rippenanordnung 10 mit dem Rohr 20 erfolgt.The sheet metal strip 21 converted into the rib arrangement 10 within the sheet metal processing machine 27 is first of all over a number of rollers 32, 33 and 34, of which the roller 33 is movably arranged in order to Changes in the conveying speed take up differences in length of the conveyed belt can be promoted. The ones with fanned and twisted ones Ribbed rib assembly 10 is then rotated 90 with the aid of two additional rollers and fed to a welding station 40, indicated only schematically in FIG. 2, in which the helical winding and the fin arrangement 10 is welded to the tube 20.

In den Fig. 3 bis 5 ist in einem größeren Maßstab anschaulich dargestellt, in welcher Weise die gefächerte Rippenanordnung 10 wendelförmig um das Rohr 20 geschlungen wird. Der Aufwickelprozeß läuft mit Hilfe einer nicht gezeigten Antriebseinrichtung ab, welche an einem Ende des Rohres 20 angreift und das gesamteIn Figs. 3 to 5 is clearly shown on a larger scale in which way the fanned out Rib arrangement 10 is wound helically around the tube 20. The winding process runs with help a drive device, not shown, which engages one end of the tube 20 and the entire

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BAD ORiGINALBAD ORiGINAL

Rohr beispielsweise entgegen dem Uhrzeigersinne rotieren läßt, während dem Rohr 20 gleichzeitig eingleichmäßiger Vorschub durch die Schweißstation 40 hindurch erteilt wird.For example, the tube can rotate counterclockwise while the tube 20 is more uniform at the same time Feed through the welding station 40 is given.

Die Schweißstation 40 weist ein Elektroden-Paar auf, nämlich eine erste Elektrode 41 mit einem KontaktstückThe welding station 40 has a pair of electrodes, namely a first electrode 41 with a contact piece

43, und eine zweite Elektrode 42 mit einem Kontaktstück43, and a second electrode 42 with a contact piece

44. Die erste Elektrode 41 ist im Einlaufbereich für die noch bandförmige Rippenanordnung 10 und so angeordnet, daß ihr Kontaktstück 43 den als Kontaktfläche dienenden Basisbereich 13 berührt. Die zweite Elektrode ist in der Nähe des Rohres 20 so angeordnet, daß ihr Kontaktstück 44 am Rohr 20 anliegt. Beide Elektroden 41 und 42 berühren die Rippenanordnung 10 bzw. das Rohr 20 in Einlaufrichtung gerade vor einem gegenseitigen Berührungspunkt 45 zwischen Rohr 20 und Rippenanordnung 10.44. The first electrode 41 is arranged in the inlet area for the rib arrangement 10, which is still in the form of a ribbon, and is arranged in such a way that that its contact piece 43 touches the base region 13 serving as a contact surface. The second electrode is arranged in the vicinity of the tube 20 in such a way that its contact piece 44 rests on the tube 20. Both electrodes 41 and 42 touch the rib arrangement 10 or the tube 20 in the inlet direction just before a mutual Point of contact 45 between tube 20 and fin arrangement 10.

Innerhalb der Schweißstation 40 ist ein Schmiederad 50 so angeordnet, daß es auf die Enden der Rippen 11 eine genau auf den Berührungspunkt 45 gerichtete Kraft ausübt. Wie besonders Fig. 6 erkennen läßt, weist dieses Schmiederad 6 eine die Enden der Rippen 11 berührende Umfangsflache 51 auf, welche zu beiden Seiten mit je einem Flansch 52 bzw. 53 abgeschlossen ist. Die beiden Flansche 52 und 53 dienen als Führungselemente für die durchlaufenden Rippen 11 der Rippenanordnung 10. Diese seitliche Führung für die Rippen 11 ist besonders während der Übertragung der Schmiedekraft vom Schmiederad 50 auf die durchlaufende Rippenanordnung 10 wichtig. Außerdem greift am Basisbereich 13 der einlaufenden Rippenanordnung 10 eine feststehende Keramikführung 54 an, welche den Basisbereich 13 zusätzlich nach der Seite hin abstützt.Within the welding station 40, a forged wheel 50 is arranged so that it is on the ends of the ribs 11 a exerts a force directed precisely at the point of contact 45. As shown in FIG. 6 in particular, this has Forged wheel 6 has a peripheral surface 51 touching the ends of the ribs 11, which on both sides with each a flange 52 or 53 is completed. The two flanges 52 and 53 serve as guide elements for the continuous ribs 11 of the rib arrangement 10. This Lateral guidance for the ribs 11 is particularly important during the transmission of the forging force from the forged wheel 50 to the continuous rib arrangement 10 is important. In addition, the base area 13 engages the incoming Rib arrangement 10 a stationary ceramic guide 54, which the base area 13 additionally to the side is supported.

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Während des fortlaufenden Schweißvorganges wird ein ultra-hochfrequenter Strom an die beiden Elektroden 41 und 42 angelegt. Im Verlaufe des erfindungsgemäßen Verfahrens verläuft ein Strompfad zwischen den beiden Elektroden 41 und 42 über den Pußabschnitt 15 der Rippenanordnung 10 (siehe Fig. 4) und die im Berührungspunkt 45 darunter liegende Oberfläche des Rohres 20. Aufgrund der bekannten Eigenschaften von hochfrequenten Strömen wird fortlaufend der gesamte Fußabschnitt 15 zwischen dem Kontaktstück 43 und dem Berührungspunkt 45, und ebenso das Oberflächenstück des Rohres 20 zwischen dem Kontaktstück 44 und dem Berührungspunkt 45 zum Schmelzen gebracht. Die vom Schmiederad 50 über die Rippen 11 auf den Berührungspunkt 45 übertragene Schmiedekraft verpresst die geschmolzene Oberfläche des Fußabschnittes innig mit der darunter liegenden geschmolzenen Rohroberfläche und stellt dadurch eine Schmelzschweißverbindung zwischen beiden Teilen her. An dieser Stelle sei bemerkt, daß die Einschnitte in der Rippenanordnung 10, durch welche die einzelnen Rippen 11 voneinander getrennt sind, das enganliegende Aufwickeln der Rippenanordnung 10 auf dem Rohr 20 erleichtern. Demgemäß kommt man bei gefächerten Rippenanordnungen gemäß dem vorliegenden Beispiel mit einer geringeren Schmiedekraft aus als beim Schweißen von durchgehenden Rippenstreifen auf die Oberfläche eines Rohres.During the ongoing welding process, an ultra-high frequency current is applied to the two electrodes 41 and 42 created. In the course of the invention In the method, a current path runs between the two electrodes 41 and 42 via the foot section 15 of the rib arrangement 10 (see FIG. 4) and the surface of the tube 20 lying underneath at the point of contact 45. Due to the well-known properties of high frequency The entire foot section 15 between the contact piece 43 and the contact point 45 will flow continuously, and also the surface piece of the tube 20 between the contact piece 44 and the contact point 45 to the Brought melting. The forging force transmitted from the forged wheel 50 via the ribs 11 to the contact point 45 presses the molten surface of the foot section intimately with the molten one below Pipe surface and thereby creates a fusion weld connection between the two parts. At this Place it should be noted that the cuts in the rib arrangement 10, through which the individual ribs 11 from each other are separated, facilitate the tight winding of the fin assembly 10 onto the tube 20. Accordingly In the case of fanned rib arrangements according to the present example, a lower forging force is obtained than when welding continuous ribbed strips onto the surface of a pipe.

In Fig. 5 ist perspektivisch ein fertiges Rippenrohr dargestellt. Mit Hilfe der Erfindung läßt sich ein solches gefächertes Steg-Rippenrohr äußerst schnell und wirtschaftlich herstellen.In Fig. 5, a finished finned tube is shown in perspective. With the help of the invention such Produce fanned ribbed tube extremely quickly and economically.

In den Fig. 7 und 8 sind Einzelheiten einer abgewandelten erfindungsgemäßen Schweißstation dargestellt. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß anstelle7 and 8 show details of a modified welding station according to the invention. The main difference is that instead of

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eines Schmiederades 50 hier ein« Schmiedeplatte 60 mit einer planen Oberfläche 61 verwendet wird. Die plane Oberfläche 61 drückt hier auf die Rippenenden der einlaufenden Rippenanordnung 10, während zwei Flansche 62 und 63 führend und seitlich stützend auf die einlaufende Rippenanordnung 10 einwirken· Wie Fig. θ erkennen läßt, besitzt der Flansch 63 einen Ausläufer, welcher der Keramikführung 54 nahe gegenüberliegt und einen schmalen Durchlaufschlitz für den durchlaufenden Basisbereich 13 der Rippenanordnung 10 bildet. Damit wird der Basisbereich 13 beim Anlegen der Schmiedekraft wirksam geführt und gestützt.of a forged wheel 50 here a forged plate 60 with a flat surface 61 is used. The flat surface 61 presses here on the rib ends of the incoming Rib arrangement 10, while two flanges 62 and 63 leading and laterally supporting on the incoming Effect of rib arrangement 10 As can be seen in Fig. Θ, the flange 63 has a tail, which is close to the ceramic guide 54 and a narrow pass-through slot for the pass-through Base region 13 of the rib arrangement 10 forms. This becomes the base region 13 when the forging force is applied effectively guided and supported.

Die Schmiedeplatte 60 wird vorzugsweise dann angewendet, wenn besonders dicke Rippen 11 auf das Rohr 20 aufzuschweißen sind. Solche mit relativ dicken Rippen versehene gefächerte Steg-Rippenrohre sind besonders für die Verwendung in Hochleistungs-Kesseln und dgl. vorgesehen. Wärmetauscher, die mit derartigen verstärkten Rippenrohren bestückt sind, lassen sich näher an die Strahlungszone eines Kessels verlegen, so daß man einen wirksameren Wärmeübergang erzielen kann.The forged plate 60 is preferably used when particularly thick ribs 11 are to be welded onto the tube 20 are. Such fanned rib rib tubes provided with relatively thick ribs are particularly suitable for intended for use in high-performance boilers and the like. Heat exchangers reinforced with such Finned tubes are equipped, can be laid closer to the radiation zone of a boiler, so that one can achieve more effective heat transfer.

Über die beschriebenen Ausführungsbeispiele hinaus sind zahlreiche Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich.Beyond the exemplary embodiments described numerous modifications are possible within the scope of the invention.

Zusammengefaßt offenbart die Erfindung ein gefächertes Steg-Rippenrohr mit einer Rippenanordnung, die aus einem langen Blechstreifen hergestellt ist, weicher über den größeren Teil seiner Breite segmentartig eingeschnitten und in radial nach außen hervorstehende stegartige Rippen unterteilt ist. Der untere durchgehende Teil des Blechstreifens bildet einen Basisbereich, welcher als Kontaktfläche für eine Schweißelektrode dient.In summary, the invention discloses a diversified one Bar-finned tube with a fin arrangement made from a long strip of sheet metal, softer over cut the greater part of its width segment-like and into radially outwardly protruding web-like Ribs is divided. The lower continuous part of the sheet metal strip forms a base area, which as Contact surface for a welding electrode is used.

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Ferner offenbart die Erfindung ein Verfahren zum Aufschweißen einer derartigen gefächerten Steg-Rippenanordnung auf eine Rohr, das dem in einem Ultra-Hochfrequenz-Schweißvorgang ein unterer Pußabschnitt der Rippenanordnung und ein gegenüberliegendes Oberflächenstück des Rohres vor ihrer gegenseitigen Berührung geschmolzen werden. Eine auf die Enden der Rippen übertragene Schmiedekraft schmiedet den geschmolzenen Fußabschnitt mit der geschmolzenen Oberfläche des Rohres zusammen, so daß eine Schmelzschweißverbindung entsteht,The invention also discloses a method for welding such a fanned web-fin arrangement on a tube that is produced in an ultra-high frequency welding process a lower butt portion of the rib assembly and an opposing patch of the pipe are melted before they touch each other. One transferred to the ends of the ribs Forge force forges the molten root portion with the molten surface of the pipe together so that a fusion welded connection is created,

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Claims

Expectations

1. finned tube _T in particular for heat exchangers, consisting of a cylindrical tube and a fanned web-shaped fin arrangement attached to its cylindrical surface, characterized in that the fin arrangement (10) consists of a flat sheet-metal strip extending across its width in a larger rib area with radially outwardly directed ribs (11), and is divided into a narrower base region (13), the cross-section of which is large enough to accommodate a high-frequency current; and that a foot section (15) of the base region (13) is forged together with the underlying pipe surface by means of a fusion weld connection.

2. finned tube according to claim 1, characterized in that the individual fanned ribs (11) relative to the Base region (13) of the rib arrangement (10) are twisted.

3. finned tube according to claim 1 or 2, characterized in that the lateral base region (13) of the rib arrangement (10) is designed as a contact surface.

4. finned tube according to claim 3, characterized in that the width of the contact surface (base region 13) is equal to or greater than 10 mm.

5. Method for producing and attaching ribs on a cylindrical pipe surface, in particular for production of a finned tube according to at least one of Claims 1 to 4, characterized by the following operations :

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Notching a sheet metal strip to form a number of fanned radially outwardly protruding ribs;

Machining a contact surface in the lower base region of the rib arrangement;

Applying the fanned rib arrangement the cylindrical pipe surface;

Attaching a first electrode (41, 43) to the contact surface (13) of the rib arrangement

a point which, in the feed direction, is in front of a contact point (45) of the rib arrangement (10) lies with the tube (20);

Attaching a second electrode (42, 44) to a corresponding opposite surface of the tube (20) at a point which is in the feed direction in front of the contact point (45);

Applying an ultra-high frequency current to both electrodes, its current path between the two Electrodes (43,44) runs over the foot section (15) P and the tube surface and the footab

cut and melts the corresponding pipe surface; and

Applying a forging force to the outer ends of the ribs, which is so directed and dimensioned that 'the foot section and the corresponding pipe surface are pressed together and a fusion weld is made.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenanordnung seitlich geführt wird, während die Schmiedekraft an die Rippenenden angelegt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that that the rib assembly is guided laterally while the forging force is applied to the rib ends.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiedekraft auf die Rippenenden an einer Stelle übertragen wird, welche dem Berührungspunkt zwischen Fußabschnitt und RohroberflMche gegenüberliegt.7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the forging force on the rib ends on one Position is transferred which is opposite the point of contact between the foot section and the pipe surface.

8. Device for performing the method according to at least one of claims 5 to 7, characterized in that a welding station with a forged wheel (50) which rests on the ends of the ribs (11) and lateral flanges (52,53) as lateral guide elements for the ribs is present.

9. Device for carrying out the method according to at least one of claims 5 to 7, or according to claim 8, characterized in that within the welding station (40) there is a forged plate (60) with a flat surface which the ends of the ribs (11 ) touches, and with two flanges (62,63), which are arranged as support and guide elements to the side of the ribs.

10. Device for performing the method according to at least one of claims 5 to 7, or according to claim 8 or 9, characterized in that the welding station (40) in the vicinity of the continuous Base region (13) of the rib arrangement (10) has a ceramic guide (54) which is arranged so that the rib arrangement is laterally supported when the forging force is applied.

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