DE2758526A1 - Rippenrohr sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung - Google Patents
Rippenrohr sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellungInfo
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Description
Rippenrohr sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Rippenrohr für Wärmeübertrager od.
dgl. mit auf der Rohraußenseite umlaufenden, T-förmig ausgebildeten Rippen, deren Fuß im wesentlichen radial von der Rohrwandung
absteht und deren äußeres Ende sich in Rohrlängsrichtung den benachbarten Rippen nähert.
Ein Rippenrohr eier genannten Art nach der DT-OS 1.501.656 weist
über den Rippenumfang verteilte, in Rohrlängsrichtung ausgerichtete Einkerbungen der Rippen auf. Abgesehen davon, daß ein solches Rohr
Schwierigkeiten bei Lagerung und Transport sowie beim Einbau in die Rohrboden und Stützbleche von Rohrbündelwärmeübertragern mit
sich bringt, sind bei Verwendung solcher Rohre in Rohrbündelverdampfern die Spalte weiter oben angeordneter Rohre durch von
unten aufgestiegene Blasen besetzt, so daß eine einwandfreie Wärmeübertragung behindert ist. Ferner können aufsteigende Blasen
in die weiten Öffnungen der Spalte zwischen benachbarten Einkerbungen
eindringen und die Verdampfungsflächen blockieren.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Rippenrohr der genannten Art so auszubilden, daß die mechanischen, handhabungstechnischen
und wärmetechnischen Eigenschaften verbessert werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rippen
durchgehend umlaufen.
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Damit ergibt sich ein Rohr mit annähernd glatter Oberfläche, das
leicht stapel- und transportierbar ist und sich leichter in die
Rohrboden oder sonstigen Fixierungen einschieben läßt; denn die
Differenz zwischen dem Außendurchmesser der unberippten Enden
und dem Rippendurchmesser ist um ein Vielfaches größer als bei
den üblichen Rippenrohren.
leicht stapel- und transportierbar ist und sich leichter in die
Rohrboden oder sonstigen Fixierungen einschieben läßt; denn die
Differenz zwischen dem Außendurchmesser der unberippten Enden
und dem Rippendurchmesser ist um ein Vielfaches größer als bei
den üblichen Rippenrohren.
Rippenrohre dieser Art haben weiterhin bedeutende Vorteile gegenüber
bekannten Rohren:
Die Rippenspitzen, die bei üblichen Rippenrohren teilweise rauh
und zum Teil mit Rissen behaftet sind, sind verfestigt und glattgewalzt, d. h. die Rohre sind kerbunempfindlicher, sind also günstiger bei mechanischer Wechselbelastung. Eine Rißfortpflanzung wird verhindert.
und zum Teil mit Rissen behaftet sind, sind verfestigt und glattgewalzt, d. h. die Rohre sind kerbunempfindlicher, sind also günstiger bei mechanischer Wechselbelastung. Eine Rißfortpflanzung wird verhindert.
Die V/ärmeübertragung durch die erfindungsgemaßen Rohre ist bei der
Verdampfung wesentlich verbessert, da die Verdampfung der Flüssigkeit überwiegend in den Hohlräumen zwischen den T-förmigen Rippen
stattfindet. Die verdampfte Flüssigkeit wird kontinuierlich durch in die Spalte zwischen den Rippen eintretende Flüssigkeit ersetzt.
Die Blasenbildung wird nicht unterbrochen, da sich laufend relativ kleine Blasen ablösen können und immer Blasenreste in den
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Hohlräumen erhalten bleiben, so daß die zur Bildung neuer Blasen erforderliche Keimbildungsarbeit minimal bleibt
(vgl. DT-PS 1 .551 .542) .
Insbesondere bei Verwendung der erfindungsgemäßen Rohre in
RohrbündelVerdampfern können die von unten aufgestiegenen,
angewachsenen Blasen nicht mehr in Spalte weiter oben angeordneter Rohre eindringen, sie rollen vielmehr an diesen
Rohren vorbei, so daß auch diese Rohre mit ihrer gesamten Fläche für die Verdampfung zur Verfügung stehen.
Die Erörterung der wärmetechnischen Vorteile im einzelnen erfolgt anhand eines weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiels .
Die T-Rippenform als solche ist zwar auf dem Gebiet der Nachrichtentechnik
bekannt. So ist eine Elektronenröhre nach der US-PS 3.299.949 zur Kühlung mit durchgehenden, T-förmigen Längsrippen
versehen. Die Röhren müssen dabei jedoch senkrecht angeordnet sein, um den sogenannten "Thermosyphon-Effekt" ausnutzen zu können.
Eine Übertragung dieses Prinzips beispielsweise auf Rohrbündelverdampfer ist nicht möglich, da bei diesen Verdampfern die Rohre
waagerecht angeordnet sein müssen.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung nimmt der Abstand zwischen den Rippen in Radialrichtung ausgehend von der
Rohrwandung zu und zu den Rippenenden hin ab. Die Zu- bzw. Abnahme erfolgt vorzugsweise kontinuierlich.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfinc
laufen die Rippen schraubenlinienförmig ein- oder mehrgängig oder ringförmig um. Zur Erzielung guter Wärmeübertragungseigen-
miryiestens
schäften empfiehlt es sich, 2 Rippen pro cm, vorzugsweise 2 bis 20 Rippen pro cm, anzuordnen, wobei die obere Spaltbreite mindestens 0,1 mm, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 mm betragen sollte.
schäften empfiehlt es sich, 2 Rippen pro cm, vorzugsweise 2 bis 20 Rippen pro cm, anzuordnen, wobei die obere Spaltbreite mindestens 0,1 mm, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 mm betragen sollte.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung
des erfindungsgemäßen T-Rippenrohres.
Das Verfahren geht dabei aus von dem üblichen Walzverfahren etwa nach der US-PS 3.327.512, bei dem das Rippenmaterial durch Verdrängen
von Material aus der Rohrwandung nach außen mittels eines Walzvorgangs gewonnen wird und das Rohr durch die Walzkräfte in
Drehung versetzt und/oder entsprechend den entstehenden Rippen vorgeschoben wird, wobei die Rippen mit ansteigender Höhe aus
dem sonst unverformten Glattrohr ausgeformt werden.
Die Formulierung "und/oder" bezieht sich darauf, ob sich das Rohr
bei der axialen Vorschubbewegung gleichzeitig drehen soll oder nicht.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Rippen
nach dem Ausformen durch radialen Druck geglättet werden, so daß sie auf einer gedachten, mit der Rohrmittelachse koaxialen Zylinder
fläche liegen, daß daraufhin die Enden der Rippen in Umfangsrichtung des Rohres eingekerbt, seitlich aufgebogen und durch
weiteren radialen Druck zur T-Form gestaucht werden.
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In diesem Fall wird also über die Zwischenstufe eines Rohres mit etwa Y-förmigen Rippen ein T-Rippenrohr erzielt.
Die Glättung ist hierbei erforderlich, um die Rippen für den Kerbvorgang vorzubereiten. Eine Glättung von 5 bis 15 %
der ursprünglichen Rippenhöhe wird dabei bevorzugt.
Die Stauchung bewirkt eine Art Richtvorgang, so daß die Rohre auffallend gerade werden. Eine bekannte Verletzungsgefahr durch
scharfe und rauhe Rippenspitzen bei Arbeiten mit und an solchen Rohren wird dadurch weitestgehend unterdrückt.
Bekannterweise wird die Innenoberfläche bei gewalzten Rippenrohren
mit abnehmender Rohrwandstärke wellig. Diese Welligkeit, verursacht durch den radialen Werkstofffluß beim Auswalzen der Rippen, wird
durch den Stauchvorgang rückgängig gemacht. Man erreicht dadurch eine wesentlich strömungsverlustärmere Innenoberfläche.
Durch die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte wird eine zu starke
Umformung des Rippenfußes vermieden, so daß zwischen den Rippen gleichmäßige Hohlräume erhalten werden, wobei die Hohlräume, insbesondere die Spaltbreiten, definiert und kontinuierlich veränderbar
sind.
Die Ausbildung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist davon abhängig, ob sich das Rohr bei ortsfestem Walzkopf oder ob sich der Walzkopf bei lediglich axial vorschiebbarem
Rohr drehen soll.
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Entsprechend der US-PS 3.327.512 wird bei sich drehendem Rohr
von einer Vorrichtung ausgegangen, bei der mindestens zwei am Umfang des Rohres gegeneinander versetzt und in einem ortsfesten
Walzkopf angeordnete, radial zustellbare Werkzeughalter vorgesehen sind, die jeweils ein aus mehreren Walzscheiben bestehendes,
angetriebenes Walzwerkzeug mit schräg zur Rohrachse liegender Achse aufweisen.
Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Werkzeughalter auf das Walzwerkzeug eine
zylindrische Glättrolle folgt,
daß in mindestens einem Werkzeughalter eine Kerbrolle angeordnet ist, deren Abstand von dem Walzwerkzeug wenigstens der Dicke der
Glättrolle entspricht, und daß in mindestens einem Werkzeughalter eine Stauchrolle angeordnet ist, deren Abstand von dem Walzwerkzeug
wenigstens der Summe der Dicken von Glättrolle und Kerbrolle entspricht.
Bei sich drehendem Walzkopf wird von einer Vorrichtung ausgegangen,
bei der mindestens zwei am Umfang des Rohres gegeneinander versetzt und in einem Walzkopf angeordnete, radial zustellbare Werkzeughalter
vorgesehen sind, die jeweils ein aus mehreren Walzscheiben bestehendes Walzwerkzeug mit schräg zur Rohrachse liegender Achse
aufweisen,wobei der drehbar gelagerte Walzkopf in Umfangrichtung
des Rohres antreibbar ist.
Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Werkzeughalter auf das Walzwerkzeug eine
zylindrische Glättrolle folgt,
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Lie anqeordni
daß in mindestens einem Werkzeughalter eine Kerbrolle angeordnet ist, deren Abstand von dem Walzwerkzeug wenigstens der Dicke der
Glättrolle entspricht, daß in mindestens einem Werkzeughalter eine Stauchrolle angeordnet ist, deren Abstand von dem Walzwerkzeug
wenigstens der Summe der Dicken von Glättrolle und Kerbrolle entspricht und daß eine Klemmhalterung für das Rohr vorgesehen ist.
Die Klemmhalterung vollzieht dabei die Vorschubbewegung des Rohres
mit, wobei sie entweder vorn auslaufenden Rohr nachgeschleppt
oder von einem eigenen Antrieb bewegt wird.
Damit jeweils die Rippenmitte sicher von der Kerbrolle getroffen wird, ist in vorteilhafter Weise zwischen Walzwerkzeug und Glättrolle
eine Distanzscheibe angeordnet, deren Dicke etwa der halben Rippenteilung entspricht (Rippenteilung = Abstand von Rippe zu
Rippe). Dabei haben vorzugsweise die Glättrolle, die Kerbrolle und die zylindrische Stauchrolle eine Dicke, die etwa der Rippenteilung
entspricht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind drei um
120 gegeneinander versetzte Werkzeughalter vorgesehen.
Dabei ist es zur günstigen Ausbildung der Y-förmigen Rippe empfehlens
wert, wenn - in Drehrichtung des Rohres gesehen - die erste Kerbrolle einen Kerbwinkel zwischen 60 und 100 und die zweite Kerbrolle
0 Q
einen Kerbwinkel zwischen 80 und 130 aufweist. Die dritte Kerbrolle
ist zur Ausbildung der Y-förmigen Rippen nicht weiter erforderlich, sie kann durch eine Glättrolle ersetzt werden, deren Durchmesser dem
Durchmesser der ersten Kerbrolle entspricht.
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Damit die Kerbrolle jeweils mittig auf die geglätteten Rippen trifft, ist bevorzugt zwischen zylindrischer Glättrolle und
Kerbrolle eine Korrekturscheibe angeordnet.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes T-Rippenrohr im Längsschnitt,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Rippenrohr im Teilschnitt,
Fig. 3 eine Vorrichtung zur Herstellung eines T-Rippenrohres über ein Y-Rippenrohr,
Fig. 4 die schematische Anordnung der Werkzeughalter bei einer Vorrichtung nach Fig. 3,
Fig. 5 die Ausbildung der Rippenformen bei einer Vorrichtung nach Fig. 3 und 4,
Fig. 6 die Verdampfungsleistung als Funktion des Wasserdurchsatzes
bei einem Standard-Rippenrohr (Rippenteilung: 1,35 mm; Rippendurchmesser: 18,9 mm; Rippenhöhe: 1,5 mm;
Innendurchmesser: 14,1 mm) und bei einem entsprechenden erfindungsgemäßen T-Rippenrohr,
Fig. 7 das daraus resultierende Leistungsverhältnis der beiden Rohre und
Fig. 8 die Wärmestromdichte als Funktion verschiedener Spaltbreiten des T-Rippenrohrs.
Die Fig. 1 bzw. 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Rippenrohr 1 im Längsschnitt bzw. im Teilschnitt. Die T-förmigen Rippen 2 laufen
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schraubenlinienförmig um. Der Fuß 3 der Rippen 2 steht also radial von der Rohrwandung 4 ab, während die Rippenenden 5
jeweils so zur T-Form gestaucht sind, daß verengte Spalte 6 gebildet sind (vgl. die obere Spaltbreite A in Fig. 2). Der Abstand zwischen den Rippen 2 ändert sich kontinuierlich, so daß zwischen den Rippen 2 im wesentlichen abgerundete Hohlräume vorhanden sind.
jeweils so zur T-Form gestaucht sind, daß verengte Spalte 6 gebildet sind (vgl. die obere Spaltbreite A in Fig. 2). Der Abstand zwischen den Rippen 2 ändert sich kontinuierlich, so daß zwischen den Rippen 2 im wesentlichen abgerundete Hohlräume vorhanden sind.
Die Vorrichtung nach Fig. 3 zur Herstellung eines T-Rippenrohres über ein Y-Rippenrohr läßt sich bei drehendem Rohr oder bei drehendem
Walzköpf verwenden.
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Irr, folgenden wird die Funktionsweise bei sich drehendem Rohr erläutert:
Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 sind jeweils ein Walzwerkzeug 7, eine
zylindrische Glättrolle 13, eine Kerbrolle 14 und eine zylindrische
Stauchrolle 11 in einem V/erkzeughalter 9 integriert (hier ist nur
ein Werkzeughalter 9.dargestellt). Entsprechend Fig. 4 sind zwei weitere Werkzeughalter 9 jeweils um 120° gegeneinander versetzt am
Umfang des Rohres 1 angeordnet. Die Werkzeughalter 9 sind radial zustellbar.
Es können beispielsweise auch vier oder sechs Werkzeughalter 9 benutzt werden. Die Werkzeughalter 9 ihrerseits sind in einem
ortsfesten (nicht dargestellten) Walzkopf angeordnet.
Das in Pfeilrichtung einlaufende Glattrohr 1' wird durch die am Umfang
des Rohres 1' angeordneten, angetriebenen Walzwerkzeuge 7 in Drehung versetzt, deren Achse schräg zur Rohrachse verläuft. Die
Pfeilrichtung nach Fig. 4 deutet die Drehrichtung des Rohres I1 an.
Die Walzwerkzeuge 7 bestehen in an sich bekannter Weise aus nebeneinander
angeordneten Walzscheiben 8.
Die zentrisch angeordneten Walzwerkzeuge 7 formen in bekannter Weise
die Rippen 21 aus der mittels einer Dornstange 10 unterstützten Rohrwandung
4. Dabei findet zunächst in einem vorderen Bereich (Einzugsbereich) eine Durchmesserreduktion statt. In einem mittleren Bereich
(Fertigwalzbereich) erfolgt das Auswalzen der spiralförmig umlaufenden Rippen 2'.
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zunehmendem Durchmesser, der einige Zehntel mm über dem Durchmesser
der Glättrolle 13 liegt. In dem mit III bezeichneten Werkzeughalter ist statt dessen eine Glättrolle vorgesehen. Der Kerbwinkel 'X' der
ersten Kerbrolle 14 beträgt 90 > der Kerbwinkel OC der zweiten Kerbrolle
14 beträgt 120°.
Damit die Kerbrolle 14 in die durch die Glättrolle 13 geglätteten Rippen
mittig einkerben kann, sind im vorliegenden Fall zwischen Glättrolle 13 und Kerbrolle 14 jeweils Korrekturscheiben 16 von wenigen
Zehnteln mm Dicke vorgesehen.
Auf die Kerbrolle 14 folgt jeweils ohne Korrekturscheiben die eigentliche
Stauchrolle 11, deren Durchmesser dem Durchmesser der letzten Kerbrolle 14 entspricht und die eine Dicke von 1,3 mm aufweist.
Das Material der Walzscheiben 8, der Glättrolle 13, der Kerbrolle 14
und der Stauchrolle 11 ist ein hochlegierter Werkzeugstahl.
Die radial zustellbaren Walzwerkzeuge 7 werden mit einer Anfangsdrehzahl
von 150 - 400 Umdrehungen pro Minute und mit einer um den Faktor
3 bis 4 höheren Enddrehzahl angetrieben.
Um die Spaltbreite A des T-Rippenrohres 1 zu variieren, kann bei gewählter,
radialer Zustellung der Werkzeughalter 9 entweder der Durchmesser
und/oder der Kerbwinkel vXT der Kerbrolle 14 verändert werden.
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COPT
Durch die Glättrolle lj>
wird eine Glättung der Enden der Rippen 21
Er.den der Rippen 2"
erzielt, so da.i dio» auf einer gedachten, mit der Rohrmittelachse 12
koaxialen Zylinderflache liegen. Die nachgeschaltete Kerbrolle 14
kerbt die Rippen 21' in Umfangsrichtung des Rohres 1 ein und biegt
sie gleichzeitig seitlich auf, so daß Y-Rippen 2m resultieren, die
durch Stauchrollen 11 in radialer Richtung zu T-förmigen Rippen 2 gestaucht werden (vgl. Fig. 5).
Die folgenden Maßangaben beziehen sich auf die Verarbeitung eines Glattrohres mit 19 mm Au3endurchmesser und 1,45 mm Wanddicke.
Durch bis zu 25 hintereinander angeordnete Walzscheiben 8 (aus Platzgründen
sind nur 10 dargestellt) werden Rippen 2' herausgeformt. Der Durchmesser der Walzscheiben 8 beträgt ca. 50 mm und steigt in Pfeilrichtung
an. Entsprechend der gewünschten Rippenteilung von 1,35 mm
sind die Walzscheiben 1,3 nun dick. Kit zunehmendem Durchmesser der
Walzscheiben 8 wird der Spitzenradius größer und. der Flankenwinkel
kleiner.
Zwischen der letzten Walzscheibe und der zylindrischen Glättrolle 13
ist jeweils eine Distanzscheibe 15 von 0,7 mm Dicke angeordnet. Dabei entspricht die Dicke der Distanzscheibe 15 in etwa der halben Rippenteilung
von 1,35 mm. Die Glättrolle 13 selbst hat einen Durchmesser,
der dem Durchmesser der ersten Walzscheibe entspricht, und eine Dicke
von 1,3 nun.
Nach der Glättrolle 13 folgt jeweils eine Kerbrolle 14 (Dicke ebenfalls
1,3 mm). Entsprechend der Anordnung nach Fig. 4 haben die Kerbrollen 14 in den mit I bzw. II bezeichneten Werkzeughaltern 9 einen
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Ausruhend von einem "Jlattrohr aus 3F-Cu mit 19 mm Au.;endurchmesser
und 1,45 ^m VJandcicke wurde allein mit den V.'alzwerkseugen 7 der Vorrichtung
nach Fig. 3/4 ein Standard-Rippenrohr (mit einer Rippentteilung von 1,35 mm, einer Rippenhöhe von 1,5 rrrni und einem Innendurchmesser
von 14 mm) sowie mit einer Vorrichtung entsprechend Fig.. 3/4
ein T-Rippenrohr mit den Abmessungen nach der folgenden Tabelle hergestellt:
Außendurchmesser des unöerippten Endes b mm
b - a mm
weßbecingungen
Kältemittel
Verdampfungstemp. C
Kältemittel
Verdampfungstemp. C
mittl. log.
Temperaturabstand K
Temperaturabstand K
Standard-Rippenrohr
T-Rippenrchr
Rippenteilung | mm | 18, | 9 |
Rippen je Zoll | |||
Rippen je m | |||
Rippendurchmesser a | mm | 1, | 5 |
Kernrohrdur chine sser | mm | 'N/l, | 0 |
Innendurchmesser | |||
Rippenhöhe | mm | ||
Spaltbreite A | mm | ||
berippte Länge | mm | ||
>,3 - 0,2
1,35 | 18 | ,1 |
19 | ||
740 | ||
1 | ,1 | |
15,9 | 0 | ,25 |
14,1 | ||
1975
19,2
- 0,2
R12 2,0
8,1
1,1 - 0,2
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Beide Rohre wurden im überfluteten Verdampf erbetrieb (also V.'asser in
Rohr, Kältemittel außen) als Einzelrohr vermessen. Die KeßbedingunGen
sind ebenfalls in der Tabellelaufgeführt. Die Messungen wurden dabei
so vorgenommen, daß bei konstanter Verdampfungstemperatur der logarithmische Temperaturabstand konstant gehalten wurde.
• j- -ι
In Fig. 6 ist die Verdampfungsleistung Q [WJ als Funktion des Wasserdurchsatzes
V I l/h] bzw. der Wassergeschwindigkeit V.' /m/s], in Fig. 7 entsprechend das daraus resultierende Leistungsverhältnis
On-Hippenrohr/Q Standard-Rippenrohr aufgetragen.
Daraus läßt sich direkt die Leistungsverbesserung des T-Rippenrohres
gegenüber einem Standard-Rippenrohr für den technisch interessanten Bereich der Wassergeschwindigkeit von 1,5 bis 2,5 I m/sJ entnehmen:
ww Ιξ/Ό | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
Leistungsver besserung (c/j) |
14 | 21,5 | 34 |
In folgenden Vergleichen zum Standard-Rippenrohr ergibt sich damit
für das T-Rippenrohr:
Wassergeschwindigkeit im Rohr
Vergleich 1
bei gleichen Rohrlängen und gleichen Wassergeschwindigkeiten:
Leistung
wasserseitiger Druckabfall
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m/s | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
% | 114 | 122 | 134 |
100 | 100 | 100 |
Vergleich 2
bei gleichen Leistungen und gleichen V/assergeschwindigkeiten:
Rohrlänge
wasserseitiger Druckabfall
Vergleich 3
bei gleichen Leistungen und gleichen wasserseitigen Druckabfällen:
Wassergeschv/indigkeit Rohrlänge
V.accercecchwind | 1,5 | igkeit irr. nohr | 75 |
m/G | 88 | 2,C | 75 |
83 | 82 | 120 | |
107 | 82 | 71 | |
86 | 114 | ||
fo | 77 | ||
Der Vorteil der T-Rippenrohre auf dem Leistungssektor liegt also darin,
daß
- Rohrbündelapparate mit gleicher Konstruktion wie bisher (Rohrzahl,
Rohrlänge, Hanteldurchmesser) bei gleichem wasserseitigen Druckabfall
(gleiche Pumpen) höhere Leistungen bringen (Vergleich 1)
Apparate kürzer gebaut werden Jib'jirseri als bisher und der wasserseitige
Druckabfall kleiner gehalten werden kann (Vergleich 2)
bei Neukonstruktion (andere Rohrzahl, Rohrlänge, Paßzahl) die Kosten
für die Berohrung minimiert werden können (Vergleich 3)· Hierbei ist zu beachten, daß sich neben den Rohrkosten auch die von der Rohrzahl
abhängigen Einbaukosten reduzieren lassen.
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00*
Die T-Rippenrohre lassen sich auch wesentlich leichter in die Rohrtilndelapparate
einbauen, da beispielsweise aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, daß die Differenz zwischen dem Aui3endurchmesser b der unberippten
Enden und dem Rippendurchmesser a um den Faktor 4 bis 6
grö.3er ist als beim Standard-Rippenrohr.
In Fig. 8 ist die Wärmestromdichte als Funktion verschiedener Spaltbreiten A des T-Rippenrohres aufgetragen. Die optimale Spaltbreite A
liegt bei etwa 0,2 mm. Die Kurve ist unterhalb des Maximums bei etwa
0,2 mm gestrichelt gezeichnet, da bei kleineren Spaltbreiten A die 'wärmeübertragung stark zurückgeht.
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Claims (20)
- VJieland-V/erke AG 7900 Ulm (Donau), 23.12.77 kaTPT-239&.OPatentansorüche :/l.JRippenrohr für Vfärmeübertrager od. dgl. mit auf der Rohraußenseite umlaufenden, T-förmig ausgebildeten Rippen, deren Fuß im wesentlichen radial von der Rohrwandung absteht und deren äußeres Ende sich in Rohrlängsrichtung den benachbarten Rippen nähert,dadurch gekennzeichnet,
daß die Rippen (2) durchgehend umlaufen. - 2. Rippenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rippen (2) in Radialrichtung ausgehend von der Rohrwandung (4) zunimmt und zu den Rippenenden (5) hin abnimmt.
- 3. Rippenrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zubzv;. Abnahme kontinuierlich erfolgt.
- 4. Rippenrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) schraubenlinienförmig ein- oder mehrgängig umlaufen.
- 5. Rippenrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) ringförmig umlaufen.909827/0335
- 6. Rippenrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 2 Rippen (2) pro cm angeordnet sind.
- 7· Rippenrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß 2 bis 20 Rippen (2) pro cm angeordnet sind.
- 8. Rippenrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Spaltbreite (A) mindestens 0,1 mm beträgt.
- 9· Rippenrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Spaltbreite (A) 0,1 bis 1,0 mm beträgt.
- 10. Verfahren zur Herstellung eines Rippenrohres nach eines oder inehreren der Ansprüche 1 bis 9» bei dem das Rippenmaterial durch Verdrängen von Material aus der Rohrwandung nach außen mittels eines V/alzvorgangs gewonnen wird und das Rohr durch die Walzkräfte in Drehung und/oder entsprechend den entstehenden Rippen vorgeschoben wird, wobei die Rippen mit ansteigender Höhe aus dem sonst unverformten Glattrohr ausgeformt werden, dadurch gekennzeichnet,daß die Enden der Rippen (2') nach dem Ausformen durch radialenancen der Rippen (2") Druck geglättet werden, so daß die' auf einer gedachten, mit der BoJirmitt el achse (12) koaxialen Zylinderfläche liegen, daß daraufhin die Enden der Rippen (2") in Umfangsrichtung des Rohres eingekerbt, seitlich aufgebogen und durch weiteren radialen Druck zur T-Form gestaucht werden.909827/03352758S26
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättung 5 bis 15 £ der ursprünglichen Rippenhöhe beträgt.
- 12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10 oder 11, bei der mindestens 2 am Umfang des Rohres gegeneinander versetzt und in einem ortsfesten Walzkopf angeordnete, radial zustellbare Werkzeughalter vorgesehen sind, die Jeweils ein aus mehreren Walzscheiben bestehendes, angetriebenes Walzwerkzeug mit schräg zur Rohrachse liegender Achse aufweisen, dadurch gekennzeichnet,daß in mindestens einem Werkzeughalter (9) auf das Walzwerkzeug (7) eine zylindrische glättrolle (13) folgt, daß in mindestens einem Werkzeughalter (9) eine Kerbrolle (14) angeordnet ist, deren Abstand von dem Walzwerkzeug (7) wenigstens der Dicke der Glättrolle (13) entspricht, und daß in mindestens einem Werkzeughalter (9) eine Stauchrolle (11) angeordnet ist, deren Abstand von dem Walzwerkzeug (7) wenigstens der Summe der Dicken von Glättrolle (13) und Kerbrolle (14) entspricht.
- 13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10 oder 11, bei der mindestens 2 am Umfang des Rohres gegeneinander versetzt und in einem Walzkopf angeordnete, radial zustellbare Werkzeughalter vorgesehen sind, die Jeweils ein aus mehreren Walzscheiben bestehendes Walzwerkzeug mit schräg zur Rohrachse liegender Achse aufweisen, wobei der Walzkopf drehbar gelagert und in Umfangsrichtung des Rohres antreibbar ist,909827/0335dadurch gekennzeichnet,daß in mindestens einem Werkzeughalter (9) auf das Walzwerkzeug (7) eine zylindrische Glättrolle (13) folgt, daß in mindestens einem Werkzeughalter (9) eine Kerbrolle (14) angeordnet ist, deren Abstand von dem Walzwerkzeug (7) wenigstens der Dicke der Glättrolle (13) entspricht, daß in mindestens einem Werkzeughalter (9) eine Stauchrolle (11) angeordnet ist, deren Abstand von dem Walzwerkzeug (7) wenigstens der Summe der Dicken von Glättrolle (13) und Kerbrolle (14) entspricht und daß eine Klemmhalterung für das Rohr vorgesehen ist.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Walzwerkzeug (7) und Glättrolle (13) eine Distanzscheibe (15) angeordnet ist, deren Dicke etwa der halben Rippenteilung entspricht,
- 15. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zylindrischen Glättrolle (13), der Kerbrolle (14) und der zylindrischen Stauchrolle (11) etwa der Rippenteilung entspricht.
- 16. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, 14, 15, dadurch gekennzeichnet, daß 3 um 120 gegeneinander versetzte Werkzeughalter (9) vorgesehen sind.
- 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerbwinkel (oO der ersten Kerbrolle (14) zwischen 60° und 100° beträgt.909827/0335eJcennzeicnnet,
- 18. Vorrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch geldaß der Kerbwinkel (©<) der zweiten Kerbrolle (14) zwischen 80° und 130° beträgt.
- 19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Kerbrolle (14) durch eine Glättrolle ersetzt ist, deren Durchmesser dem Durchmesser der ersten Kerbrolle (14) entspricht.
- 20. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zylindrischen Glättrolle (13) und der Kerbrolle (14) eine Korrekturscheibe (16) angeordet ist.909827/0335
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