DE2209325A1 - Waermeaustauschrohr mit innenrippen und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Waermeaustauschrohr mit innenrippen und verfahren zu seiner herstellung

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DE2209325A1
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Description

PATENTANWÄLTE
DIPL-ING. HANS BEGRICH · DIPL.-ING. ALFONS WASMEIER REGENSBURG 3 · LESSINGSTRASSE 10
Patentanwälte Begrich · Wasmeier, 8400 Regensburg 3, Postfach 11
An das
Deutsche Patentamt
Telefon 0941/21986 Bayer. Staatsbank, Regensburg 507 Postscheckkonto: München 89369 Telegramme: Begpatent Regensburg
8 München
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N/p 7323
Tag
23. Februar 72 B/We
Noranda Metal Industries, Inc., 1530 Curtis Road, Bellingham, Whatcon, Washington, USA
Wärmeaustauschrohr mit Innenrippen und Verfahren zu seiner
Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeaustauschrohr mit Innenrippen.
Die Wärmeaustauschrohre nach der Erfindung sind mit nach innen vorspringenden oder sogenannten "Innenrippen" auf ihrer 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 GrUTuIe7 unter denen der Hauptgrund darin be-
309837/0558
Ν/ρ 7323 -2- 23. Februar 72 B/Ve
steht, 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.
Ferner soll nach der Erfindung ein Wärmeaustauschrohr vorgesehen werden, dessen Umfangswand und die inneren Rippen so angeordnet sind, daß sie den gesamten Innenraum des Rohres in einzelne Flußkanäle von einer Mehrzahl, Tiefe und Breite unterteilen, um am besten den besonderen Wärmeaustauscherfordernissen wie auch anderen Erfordernissen zu entsprechen, beispielsweise einer besonderen, mengenmäßigen Strömungsgeschwindigkeit eines Strömungsmediums durch das Rohr, oder um einen Druckabfall des Strömungsmediums in dem Rohr innerhalb besonderer Grenzen zu halten·
Ferner soll gemäß der Erfindung ein Wärmeaustauschrohr geschaffen werden, welches in Flußkanäle für die verschiedenen besonderen oben erwähnten Erfordernisse dadurch unterteilt wird, daß die Umfangswand im allgemeinen einen länglichen Querschnitt erhält, welcher zwei gegenüberliegende flache Wandabschnitt und gegenüberliegende Übergangsabschnitte enthält, welche die flachen Wandabschnitte miteinander verbinden, und sich die Rippen auf jedem flachen Wandabschnitt mit ihren Spitzen mindestens bis zur Höhe der Spitzen der inneren Rippen auf dem anderen flachen Wandabschnitt erstrecken. Es liegt somit innerhalb des weiten Parameters eines länglichen Querschnittes der Umfangswand und der Anzahl, Höhe und dem Abstand der Rippen, daß die Wärmeaustauschrohre für viele
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Ν/ρ 732$ · -3- 23. Febr, 72 B/We
verschiedene Anwendungsmöglichkeiten ganz verschieden geformt werden.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Wärmeaustausehrohren dieser Art zu schaffen, "bei welchem ein runder, Innenrippenrohrrohling vorgesehen und dieser Rohling in die oben erwähnte längliche querschnittsform seinerUmfangswand abgeflacht wird, wobei sich die Rippen auf einer der dann gegenüberliegenden flachen Wandabschnitte mit ihren Spitzen mindestens bis zu der Höhe der Spitzen der Rippen auf dem anderen flachen Wandabschnitt erstrecken. Bei einem solchen Formen von Wärmeaustauschrohr, welches zweckmäßig mit "Flachrohr" bezeichnet wird, kann die Anzahl, Höhe,«ad Abstand und 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 kann, die aber kaum und niemals praktisch bei einem flachen Rohr hergestellt werden kann· Darüber hinaus kennzeichnet eine äußerste Einfachheit die Umformung eines runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohlings in ein flaches Rohr gemäß der Erfindung, indem man den runden Rohling zwischen sich drehenden Gegenrollen laufen läßt oder ihn durch, ein Gesenk zieht alles in einem einzigen Schritt. Darüber hinaus bringt die Umgestaltung eines runden Rohrrohlings in diese Form insbesondere mit schraubenförmigen Innenrippen in ein flaches Rohr die Rippen in eine gänzlich neue und äußerst wirksame gegenseitige Beziehung, indem die dann geraden Rippen auf den entsprechenden flachen Wandabschnitten sich abstützen und zueinander schräg verlaufen und sich überkreuzen mit dem Ergebnis, daß diese Rippen viel von dem durch den gänzlich mit Eippen versehenen Durchgang in dem Rohr fließenden Strömungsmedium scharf unterteilen und in verschiedene Richtungen an jedem Kreuzungsabschnitt des Rohres unterteilen.
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Ν/ρ 7323 -4- 23. Febr. 72 B/We
aemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Wärmeaustausch, mit einem hindurchströmenden Strömungsmedium weiterhin dadurch begünstigt, daß bei der oben erwähnten teilweisen Abflachung eines runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohlings in das flache Rohr die flachen gegenüberliegenden Wandabschnitte einen Abstand voneinander haben, bei welchem sich die Rippen an dem einen flachen Wandabschnitt mit ihren Spitzen über die Höhe der Spitzen der Rippen auf dem gegenüberliegenden flachen Wandabschnitt erstrecken, aber im Abstand von dem letzteren bleiben. Bei dieser Anordnung ist der Weg des Strömungsmediums durch das Rohr sogar noch mehr gewundener an den Rippen vorbei, insbesondere wo die Rippen an den" gegenüberliegenden flachen Wandabschnitten sich überkreuzen, welches eine zusätzliche Ablenkung des Strömungsmediums innerhalb der Kanäle zwischen aufeinanderfolgenden Rippen über die Spitzen von. gegenüberliegenden, sich in den Umfang der Kanäle vorspringenden Rippen einschließen. Wo weiterhin die Rippen auf den gegenüberliegenden flachen Wandabschnitten geneigt zueinander sind und sich überkreuzen, geben die Rippen in dem Bereich ihrer gegenseitigen Druckstellen an den Kreuzungspunkten dadurch nach, daß sie sich eindrücken lassen und dort ohne eine Zerstörung des Rippenmusters sich miteinander verriegeln. Weiterhin soll nach der Erfindung ein Wärmeaustauschrohr vorgesehen werden, welches, wenn es gewünscht wird, abgestufte Wärmeaustauscheigenschaften über verschiedene Längen oder von dem einen zu dem anderen Ende haben kann dadurch, daß einfach ein runder, mit Innenrippen versehener Rohrrohling in verschiedenen Ausmaßen einfach teilweise abgeflacht wird, so daß die Sätze von Innenrippen auf den entsprechenden flachen gegenüberliegenden Wandabschnitten sich in ihrem relativen Vorspringen von der Höhe an ihren Spitzen zu einem Ineinandervorspringen verändern.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung soll das Värmeaustauschrohr nach der Erfindung anschließend weiter im Querschnitt verformt oder in der Längsrichtung gebogen ausgeführt werden, um
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Ν/ρ 7323 -5- 23. Febr. 72 B/We
dadurch das Rohr gegen ein Auseinanderspreizen seiner gegenüberliegenden flachen Wandabschnitte unter Druck von dem hindurchfließenden Strömungsmedium zu verstärken.
Weiterhin kann das Wärmeaustauschrohr selbst bei einer außergewöhnlichen Länge und Wärmeaustauscheigenschaften dadurch in der Längsrichtung sehr verkürzt werden, daß das Rohr in mehr oder weniger dicht nebeneinanderliegende/ schraubenförmige Windungen,beispeilsweise um einen zylindrischen Dorn gebogen wird.
Schließlich sollen bei dem Rohr nach der Erfindung aufgrund von zusätzlichen äußeren Rippen die Wärmeaustauscheigenschaften begünstigt werden. Die Außenrippen auf dem runden Rohrrohling können in der Längsrichtung parallel oder schraubenförmig um die Rohrachse verlaufen, wobei sich weder axiale noch schraubenförmige Außenrippen bei einem ordnungsgemäßen teilweisen Abflachen des Rohlings stören, wenn man für einen genügenden Abstand der äußeren Rippen in dem Rohlingbearbeitungswerkzeug sorgt.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.
Figur Λ ist eine Draufsicht auf ein Wärmeaustauschrohr nach der Erfindung.
Figur 2 und 3 sind Querschnitte nach den Linien 2-2 und 3-3 der Fig. 1 und 2.
Figur 4 ist ein Querschnitt durch einen runden, mit Inenrippen versehenen Rohrrohling, aus welchem das Rohr nach Fig. 1-3 geformt worden ist.
Figur 5 ist ein Schnitt durch den Rohling nach der Linie 5-5 Figur 4.
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N / ρ 7323 -6- 23. Febr. 72 B/We
Figur 6 ist ein Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform von Wärmeaustauschvorrichtung,
Figur 7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 der Figur 6.
Figur 8 zeigt in einem vergrößerten Schnitt durch einan Teil des abgeänderten Rohres einen Schnitt nach der Linie 8-8 der Figur 7.
Figur 9 ist ein Querschnitt durch eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform eines Wärmeaustauschrohres nach der Erfindung.
Figur 10 ist ein Schnitt nach der Linie 10-10 der Figur 9·
Figur 11 ist ein Querschnitt durch eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform nach der Erfindung.
Figur 12 zeigt eine Stufe bei der Herstellung eines Wärmeaustauschrohres nach dem Verfahren nach der Erfindung.
Figur 13 zeigt einen abgeänderten Schritt zur Herstellung eines Wärmeaustauschrohres nach der Erfindung.
Figur 14 ist ein Querschnitt durch eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform von Wärmeaustauschrohr.
Figur 15 zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt einen Wärmeaustauscher mit den Merkmalen der Erfindung.
Figur 16 ist ein Schnitt nach der Linie 16-16 in Figur 15·
Figur 17 zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt einen abge änderten Wärmeaustauscher nach der Erfindung.
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Ν/ρ 7323 -η- 23.2.72 B/We
Figur 18 zeigt in Ansicht ein Wärmeaustauschrohr mit einer LängsVerdrehung.
Figur 19 ist ein Schnitt durch das Wärmeaustausehrohr, welches auch im Querschnitt gekrümmt ausgeführt ist.
Figur 20 zeigt in schaubildlicher Ansicht ein Wärmeaustauschrohr, welches in der Längsrichtung in' aufeinanderfolgende schraubenförmige Windungen gebogen wird.
Figur 21 ist ein Querschnitt durch das Wärmeaustauschrohr nach einer weiterhin abgeänderten Ausführungsform.
Figur 22 ist ein Querschnitt durch einen runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohling, von welchem das Wärmeaustauschrohr nach Fig. 21 geformt ist.
Figur 23 ist ein Querschnitt durch ein Wärmeaustauschrohr nach einer weiterhin abgeänderten Ausführungsform der Erfindung.
Ein Wärmeaustauschrohr 10 weist eine TJmfangswand 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 einen weit 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 gedem flachen Wandabschnitt 18 mit ihren Spitzen 16 bis zu der Höhe der Spitzen der Rippen
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N/ ρ 7323 -8- 23.2.72 B/We
auf dem geganüberliegenden flachen Wandabschnitt (Fig. 2) erstrecken, so daß der gesamte Innenraum des flachen Bohres 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 erstrecken sich parallel zueinander und schräg zu der Längsachse χ des Rohres, wobei die Rippen an den entsprechenden Wandabschnitten 18 auch zueinander geneigt sind und sich überkreuzen (Fig. 3)
Wenn eiefe der Innenraum des flachen Rohres innerhalb des vollen Bereiches der Rippen 14 liegt, wird der gesamte Durchfluß durch das Rohr in einzelne Stromkanäle 20 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 die gleiche Dicke und Umfang wie die Wand 12 des Flachrohres 10, und die Rippen des Rohlings haben α:.β 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.
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Ν/ρ 7323 -9- 23.2.72 Β/ρ
Ferner erstrecken sich die Rippen 14 auf der runden Wand 12 des Rohlings 24 in der Längsrichtung schraubenförmig unter dem gleichen Schraubenwinkel 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 3-4-22.518 vom 21. Januar beschrieben, bei welcher dieses 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 enthält, 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 Rohr-
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-ίο-
rohlings 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 jeder geeigneten Art und Weise erreicht werden, beispielsweise dadurch, daß der Rohling zwischen sich drehenden Gegenrollen 30 und 32 in Richtung des Pfeiles 24 (Figur 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 k}.är, daß die Rippen 14 des Rohlings 24 und des Flachrohres 10 die gleichen sind und ihre Höhe und Dicke wie auch ihren gegenseitigen Abstand beibehalten. Weiterhin werden im Verlaufe des teilweisen Abflachens des runden Rohlings 24 die schraubenförmig 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 seine Umformung 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
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Rippenformen und -größen ist es möglich, in weitem Umfang unterschiedliche, flache, mit Innenrippen versehene Rohre- zu erhalten, was nicht nur gute Wärmeaustaiisclieigeiiseiiaften hat, sondern auch anderen Anforderungen wie "beispielsweise einer besonderen mengenmäßigen Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmediums durch das Rohr entspricht oder einen Druckabfall des hindurchfließenden Strömungsmediums in dein Rohr in vorgeschriebenen Grenzen zu halten. 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, einschließlich 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.
Figuren 6 und 7 zeigen ein mit Innenrippen versehenes Flachrohr 10a, 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 2A- (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
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der Rippen an den Kreuzungsstellen infolge teilweisen Abflachens des runden Rohlings in der Größe des teilweisen Ineinander springens der Rippen an den gegenüberliegenden flachen Vandab schnitt en der Rippenverlauf als solcher unberührt ■bl-eifet und wirdnicht zerstört -wii*d (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 Ineinandervorcpringen der Rippen ändern. Ein verschiedenes 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 voluBunetrischen Strömungsgeschwindigkeit eines durch das Rohr hindurchtretenden Strömungsmediums, oder den Druckabfall des hindurchfließenden Strömungsmediums innerhalb vorgeschriebener Grenzen zu halten.
Figuren 9 und 10 zeigen ein flaches Wärmeaustauschrohr 10b, 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 14-b in dem Flachrohr parallel zur Längsachse xb. Bei diesem beispielhaften Flachrohr springen die Rippen 14b auf den 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.
In dem Falle eines Flachrohres, dessen Rippen parallel zur
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Längsachse des Rohrs liegen, wie es in den Figuren 9 und 10 der Fall ist, ist es auch durchführbar, den runden, mit Innenrippen versehenen Rohling in einem Ausmaß teilweise abzuflachen, in welchem sich die Rippen auf beiden flachan Wandabschnitten mit ihren Spitzen bis zu dem gegenüberliegenden, flachen Wandabschnitt erstrecken, wie es bei einem warmeaustauschrohr 10c in Figur 11 dargestellt ist. Bei diesem Bohr 10c unterteilen aufeinanderfolgende Rippen 14c den Innenraum des Rohres in Strömungskanäle 22a, welche im Gegensatz zu dem in dem beschriebenen Rohr 10, 10a und 10b gegeneinander abgeschlossen sind.
Bei dem beschriebenen, flachen Warmeaustauschrohr 10 bis 10c 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 Hälfte der Umfangswand des Rohres bilden. So zeigt Figur 14 ein flaches Warmeaustauschrohr 1Od, dessen flache, gegenüberliegende Wandabschnitte 18d weniger als die Hälfte der Umfangswand 12d des Rohres mit dem nicht dargestellten runden, mit Innenrippen versehenen Rohrrohlings 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
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dem Flachrohr in den vollen Bereich des Innenraumes des Rohres · gebracht werden.
Figuren 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 Figur 6 und 7 verwendet. Die gegenüberliegenden Enden 5^- und 56 des Rohrstückes 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, Gas oder eine Flüssigkeit zu und von der Einheit 50 für eine Temperaturänderung beispielsweise eine Kühlung geführt werden kann.
Während bei der beschriebenen Wärmeaustauscheinheit 50 die Gehäuse 58 und 60 und ihre Stütze 62 im Querschnitt rechteckig (Fig. 16) sind, zeigt Figur 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 Rohr*- rohling nur teilweise über seine Länge 1 abgeflacht, so daß die gegenüberliegenden Endlängen 78 und 80 des Rohres zylindrisch bleiben, und diese zylindrischen Endlängen 78 und 80 werden mit den Gehäusen 72 und 7^ 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 vird, daß die gegenüberliegenden flachen Abschnitte der Umfangswand mehr oder weniger auseinandergedrückt werden, wie beispMsweise die flachen Wandabschnitte 18 bis 18c des beschriebenen
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Rohres 10 - 10c, und dadurch in großem Umfange die Wärmeaustauscheigenschaft des Rohres herabgesetzt, wenn nicht sogar für eine weitere Verwendung bei einer besonderen Wärmeaustauschanwendung unpassend 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 beiden Richtungen verhindert und dadurch das Rohr gegen solch ein öffnen verstärkt. Solch eine Länge 90 des Rohres kann um seine Längsachse χ (Figur 18) verdreht werden, wodurch das Rohr in der Längs- als auch in der Querrrichtung über seine ganze Länge gekrümmt und dadurch gegen ein Öffnen unter einem Innendruck verstärkt wird. Die Rohrlänge 90 kann dadurch verdreht werden, daß sie durch eine entsprechende Verdrehöffnung in' einem Gesenk 92 gedrückt wird.
Figur 19 zeigt ein Stück 94- eines Flachrohres nach der Erfindung, welches in der Längsrichtung zur Verstärkung gegen ein Öffnen unter einem Innendruck gekrümmt ist. Das anfänglich flache Rohrstück 94- kann zu diesem Zwecke durch ein Gesenk 96 mit einer Öffnung des Umrisses des gekrümmten Rohres gezogen werden.
Figur 20 zeigt ein Stück 98 von Flac.hrohr, welches in der Längsrichtung zur Verstärkung gegen ein Öffnen unter einem Innendruck gekrümmt ist. Dies wird in diesem Falle dadurch erreicht, daß das Flachrohr um einen Aufnahmedorn 100 gebogen wird. Dieses Rohrstück 98 ist von der großen Länge mit einer entsprechend großen Wärmeaustauscheigenschaft, und um im großen Umfange die Längenausdehnung des in Längsrichtung gebogenen Rohres herabzusetzen ist das Rohr um den Aufnahmedorn 100 in aufeinanderfolgenden mehr oder weniger dicht nebeneinanderliegenden schraubenförmigen Windungen 102 gebogen.
Während das soweit beschriebene abgeflachte Wärmeaustauschrohr nur mit Innenrippen versehen ist, kann ein solches flaches Rohr_
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auch innere und äußere Rippen haben. So zeigt Figur 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 liegen in diesem Beispiel parallel zur Rohlingsachse, sie können sich aber auch schraubenförmig 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.
Figur 23 zeigt ein flaches Wärmeaustauschrohr 1Oe, welches wie das Rohr 10 von Figur 2 mit der Ausnahme sein kann, daß dort zwischen den Spitzen 16e der Rippen 14-e auf den gegenüberliegenden flachen Wandabschnitten 18e ein Längsstreifen 112 aus irgendeinem geeigneten Lötmaterial angeordnet ist. Der Lötstreifen wird beim Abflachen des anfangs runden Rohrrohlings in das Flachrohr 1Oe 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 1Oe 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 1Oe, 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 vorhat, η sind, und insbesondere für Anwendungen solcher Rohre, welche erfordern, daß es flach bleibt und nicht gekrümmt werden soll für eine Verstärkung gegen eine öffnung unter einem inneren Strömungsdruck·
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Claims (1)

  1. Ν/ρ 7323 -17- 23.2.72 B/We
    Patentansprüche
    11.JWärmeaustauschrohr mit Innenrippen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (12) einen länglichen Querschnitt mit zwei im Abstand gegenüberliegenden, flachen Wandabschnitten (18) und zwei gegenüberliegenden, die flachen Wandabschnitte (18) verbindenden Übergangsabschnitten (20) und nach innen von der Wand (12) vorspringende und in der Rohrlängsrichtung verlaufende, in Abständen angeordnete Metallrippen (14, 106) aufweist, und die Rippen (14, 106) auf den flachen Wandabschnitten (18) eine solche Höhe haben, daß sie gemeinsam in den gesamten Raum zwischen den flachen Wandabschnitten (18) reichen.
    2. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Wandteile (18) parallel zueinander sind, und
    die Rippen (14, 106) einteilig mit der Wand (12) verbunden sind, Spitzen (16) haben und von so gleicher Höhe sind, daß sie sich auf jedem flachen Wandabschnitt (18) mit ihren Spitzen (16) mindestens bis zur Höhe der Spitzen (16) auf dem gegenüberliegenden Wandabschnitt (18) erstrecken.
    3. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Wandabschnitte (18) den hauptsächlichsten Teil der Wand bilden.
    4. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangswandabschnitte (20) im Querschnitt gebogen sind, und die flachen Wandabschnitte (18) tangential an diese Übergangsabschnitte übergehen.
    5. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Wand (12) kleiner als die Rippenhöhe ist.
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    N/p 7323 -18- 23.2.72 B/We
    6. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (14b,e,d) auf jedem flachen Wandabschnitt (18) gerade und parallel zueinander verlaufen.
    7. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10) eine Längsachse (x) hat, die Rippen (14, 14a) auf jedem dieser flachen Wandabschnitte (18) geneigt zu der Achse und die Rippen auf den flachen Wandabschnitten geneigt und quer zueinander verlaufen.
    8. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippen (14a, b, c) auf jedem der flachen Wandabschnitte (18) mit ihren Spitzen über die Höhe der Spitzen der Rippen auf dem anderen flachen Wandabschnitt aber im Abstand davon erstrecken.
    9. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Rippen (14, 14a) auf ihren flachen Wandabschnitten (18) an ihren Kreuzungspunkten eingekerbt und mit«» einander verriegelt sind.
    10.Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, d*& daß Rohr (10) eine Längsachse (xb-xb) hat, und die Hippen (14b) parallel zur Achse verlaufen.
    11. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Rippen (108) auf der Wand vorspringend nach außen vorgesehen sind.
    12. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in der Längsrichtung kurvenförmig ist.
    13. Wärmeausttfuschrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der längliche Querschnitt lange und kurze Achsen hat, und das Rohr (94) in Richtung der langen Achse gekrümmt ist·
    309837/0SSI
    Η/ρ 7323 -19- 23.2.72 B/We
    14. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (90) eine Längsachse hat und gewunden um die Achse verläuft.
    15· Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (98) in Längsrichtung in aufeinanderfolgenden schraubenförmigen Windungen (102) verläuft.
    16. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschrohres nach Anspruch 1, 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, parallelen Seiten mit einem Abstand reduziert wird, bei welchem sich die Rippen auf dem einen flachen Wandabschnitt mit ihren Spitzen mindestens bis zur Höhe der Spitzen der Rippen des anderen flachen Wandabschnittes erstrecken.
    17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling teilweise fortschreitend zwischen sich drehenden Gegenrollen abgeflacht wird.
    309837/0558
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