DE3217998A1 - Waermeuebertragungsrohr - Google Patents
WaermeuebertragungsrohrInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/34—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
- F28F1/36—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely the means being helically wound fins or wire spirals
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Description
O /. I / O OO
Wärmeübertragungsrohr
Die Erfindung betrifft ein Wärmeübertragungsrohr mit auf der Außenseite schraubenlinienförmig ve "laufenden, integralen
Rippen und mit inneren Längsstegen, wobei Rohrwandung und/oder Längsstege jeweils in Rohrlängsrichiung verlaufende, voneinander
getrennte Kammern begrenzen.
Wärmeübertragungsrohre der genannten Art etwa nach der DE-AS
2.717.802 bestehen aus einem außenbcrippten Rohr und einem
inneren, sternförmigen Kerneinsatzttil. Das äußere Rohr und
das Kerneinsatzteil bestehen üblicherweise aus unterschiedlichen Metallen. Die Herstellung so. eher Rohre erfordert
mehrere, voneinander getrennte Arbe tsgänge: so müssen ein Glattrohr und das Kerneinsatzteil hergestellt werden, das
Kerneinsatzteil ist in das Glattrohr einzuführen, und schließlich sind aus dem äußeren Glattrohr Rippen herauszuwalzen,
wobei der Walzvorgang so zu steuern ist, daß die Längsstege des inneren Kerneinsatzteils mehr oder weniger in die Rohrwandung
des äußeren Rohres eingreifen. Hierbei ergeben sich häufig Schwierigkeiten, da die Verbindung -und damit der Wärmeübergang an
den Kontaktstellen nur ungenügend ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wärmeübertragungsrohr
der genannten Art anzugeben, das sich bei zugleich verbesserten Wärmeübertragungseigenschaften wesentlich einfacher
herstellen läßt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Rohrwandung
und Längsstege aus einem Stück bestehen.
Durch die Integration der inneren Längsstege in die Rohrwandung läßt sich das erfindungsgemäße Wärmeübertragungsrohr
nicht nur sehr einfach herstellen, wie noch im folgenden zusammen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt wird,
.sondern es besitzt auch ausge sichnete Wärmeübertragungseigenschaften. So werden beispielsweise beim Einsatz der er-
findungsgemäßen Wärmeübertragungsrohre in Gasheizkesseln
sehr gute Ergebnisse erzielt. Bei der direkten Beheizung durch die Gasflamme werden extrem hohe Heizflächenbelastungen
vermieden, die sonst bei anderen Rohrarten zur sog. "hot-spotkavitation" (Materialermüdung durch örtliche Druckspitzen bei
Überhitzung) führen. Durch den guten Wärmeübergang zwischen Rohrwandung und Längsstegen werden beim Einsatz der erfindungsgemäßen
Wärmeübertragungsrohre keine Ausfälle durch "hot-spotkavitation" registriert.
Es sind zwar beispielsweise aus der US-PS 3.202.212 Rechteckrohre mit inneren Längskammern und äußeren Längsstegen bekannt,
aus deren Material Finnen herausgearbeitet und, mit diesen verbunden bleibend, von diesen weggebogen sind. Davon ausgehend,
ist es jedoch unmöglich, auf mit Kammern versehenen 5 Rohren runden Querschnitts schraubenlinienförmig verlaufende
Außenrippen zu erzeuge i; denn allein das Herausschneiden des Rippenmaterials würde ;-.u aufgerissenen Rippen führen.
OZ. I I O DO
Nach einer bevorzugten Ausführung.sform der Erfindung besteht
das Wärmeübertragungsrohr aus ein<<r Aluminium-Legierung.
Zur Erzielung einer hinreichenden Innenoberfläche des Rohres
ist es erforderlich, daß mindestens zwei Kammern vorgesehen
sind. Dabei empfiehlt es sich - allein aus Herstellungsgründen -, wenn die Kammern einen runden oder einen vieleckigen
sind. Dabei empfiehlt es sich - allein aus Herstellungsgründen -, wenn die Kammern einen runden oder einen vieleckigen
Querschnitt aufweisen.
Insbesondere aus Herstellungsgründen empfiehlt es sich ebenfalls,
wenn die minimale Rohrwandungsdicke D„ mindestens
1 ,j5 mm bzw. die minimale Längsstegdicke DT mindestens 0,5 mm
1 ,j5 mm bzw. die minimale Längsstegdicke DT mindestens 0,5 mm
, J-I
beträgt.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsrohres
ist gekennzeichnet durch eine Kombination des an sich bekannten Strangpressens und des ebenso bekannten
Rippenrohrwalzens und zwar in der Weise, daß durch Strangpressen ein mit Kammern versehenes Preßrohr hergestellt wird und
anschließend auf der äußeren Oberfläche des Preßrohres Rippen herausgewalzt werden, indem das Rippenmaterial durch Verdrängen
von Material aus der Rohrwandung nach außen mittels eines Walzvorgangs gewonnen wird und das Wärmeübertragungsrohr durch
die Walzkräfte in Drehung versetzt und entsprechend den entstehenden Rippen vorgeschoben wird.
*) etwa nach der US-PS 1.865.575
Auf diese Weise sind nur zwei Arbeitsgänge erforderlich, wobei
durch die Integration der inneren Längsstege in die Rohrwandung zusätzliche Maßnahmen für die Verbindung der Längsstege
mit der Rohrwandung entfallen. Dabei ist es noch von Vorteil, daß durch die Ausbildung des Preßrohres auf den sonst
üblichen Walzdorn verzichtet werden kann.
.Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigt
10
10
Fig. 1 perspektivisch ein erfindungsgemäßes Wärmeübertragungsrohr
,
Fig. 2a) bzw. 2b) Querschnitt bzw. Längsschnitt durch ein Wärmeübertragungsrohr,
Fig. 2a) bzw. 2b) Querschnitt bzw. Längsschnitt durch ein Wärmeübertragungsrohr,
Fig. 3 schematisch die Herstellung eines Wärmeübertragungsrohres und
Fig. 4 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wärmeübertragungsrohres
.
Das Wärmeübertragungsrohr 1 nach Fig. 1 und 2 weist auf der Außenseite schraubenlinienförmig verlaufende Rippen 2 auf. Auf
der Innenseite sind innere Längsstege 3 vorgesehen, die im vorliegenden
Fall zusammen mit der Rohrwandung 4 vier in Rohrlängsrichtung verlaufende, voneinander getrennte Kammern 5 be-5
grenzen. Die Kammern 5 weiten einen runden Querschnitt auf.
Rippen 2, Rohrwandung <i und Längsstege 3 bestehen aus einem
Stück, vorzugsweise au:; einer Aluminium-Legierung.
ό Δ Ι /330
In Fig. 3 ist schematisch die Herstellung eines Wärmeübortragungsrohres_
1 dargestellt. Ausgehend von einem zylindrischen Gußbolzen 6 wird mittels einer durch Ziff. 7 angedeuteten
Strangpresse ein Preßrohr -8 mit vier Kammern 5 ausgepreßt. Das Preßrohr 8 wird dann in an sich bekannter Weise einem
Rxppenwalzvorgang unterworfen. Hierzu wird eine Vorrichtung
(vgl. insbesondere Fig. 4) verwendet, die aus drei Werkzeughaltern
9 besteht, in die jeweils ein Walzwerkzeug 10 integriert ist. (In Fig. 4 ist nur ein Werkzeughalter 9 dargestellt, in
Fig. 3 zwei Werkzeughalter 9, es können aber beispielsweise auch vier oder mehr Werkzeughalter 9 verwendet werden). Die Werkzeughalter
9 sind jeweils um 120° versetzt am Umfang des Rohres angeordnet. Die Werkzeughalter 9 sind radial zustellbar. Sie
sind ihrerseits in einem ortsfesten (nicht dargestellten) Walzkopf angeordnet.
Das Preßrohr 8 läuft in Pfeilrichtung in die Vorrichtung ein
und wird durch die am Umfang angeordneten, angetriebenen Walzwerkzeuge 10 in Drehung versetzt, wobei die Achsen der WaIzwerkzeuge
1.0'schräg zur Rohrachse verlaufen. Die Walzwerkzeuge
10 bestehen in an sich bekannter Weise aus mehreren nebeneinander angeordneten Walzscheiben 11, deren Durchmesser in
Pfeilrichtung ansteigt. (In Fig. 4 sind acht Walzscheiben 11 angedeutet.) Die zentrisch angeordneten Walzwerkzeuge 10 formen
in bekannter Weise die schraubenlinienförmig umlaufenden Rippen 2 aus der Rohrwandung 4 des Preßrohres 8. Durch die Ausbildung
des Preßrohres 8 ist kein gesonderter Walzdorn erforderlich.
-- 8
Beispiel: Ausgehend von einem Gußbolzen 6 aus Aluminium (AlMgSiO,5) mit 8 Zoll (203,2 mm) Durchmesser und
700 mm Länge wurde ein Preßrohr 8 mit folgenden Abmessungen hergestellt: Außendurchmesser 36,5 mm,
- vier Kammern
Mittels einer Vorrichtung nach Fig. 3 bzw. 4 wurde ein Wärmeübertragungsrohr 1 mit den Abmessungen nach
der folgenden Tabelle hergestellt. Dabei betrug der Durchmesser der verwendeten Walzscheiben 11 etwa
90 mm, die radial zustellbaren Walzwerkzeuge 10 wur
den mit einer Anfangsdrehzahl von etwa 100 bis 200 U/min und mit einer etwa um den Faktor 3 höheren
Enddrehzahl angetrieben.
Tabelle (vgl. Fig. 2a/b)
Rippenteilung t 3,8 mm
Rippen-0 d„ 46 mm
Kern-0 dw 31 mm
κ.
Rippenhöhe hn 7,5 mm
K
Kammer-0 dT,- 8 mm
Kammer-0 dT,- 8 mm
J\A
minimale Rohrwandungsdicke Dr, 3 mm
minimale Längsstegdicke DT 1 mm
Beim Einsatz in Gasheizkesseln zeigten die so her
gestellten Wärmeübertragungsrohre 1 gute Wärmeüber-
ÖL I / 3Ό Ο
tragungseigenschafton. Dabei waren die itohre
außen der Gasflamme ausgesetzt, in den Kammern 5
strömte als Medium Wasser. Anzeichen von "hotspot-kavitation" traten nicht auf.
Claims (8)
1. Wärmeübertragungsrohr (1) mit auf der Außenseite schraubenlinienförmig
verlaufenden, integralen Rippen (2) und mit inneren Längsstegen (3), wobei Rohrwandung (4) und/oder
Längsstege (3) jeweils in Rohrlängsrichtung verlaufende, voneinander getrennte Kammern (5) begrenzen,
dadurch gekennzeichnet, daß Rohrwandung (4) und Längsstege (3) aus einem Stück bestehen.
2. Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es aus einer Aluminium-Legierung besteht. 15
3. Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet
, daß mindestens zwei Kammern (5) vorgesehen sind.
4. Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (5) einen runden Querschnitt aufweisen.
5. Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammern (5) einen vieleckigen Querschnitt aufweisen.
6. Wärmeübertragungsrohr nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die minimale Rohrwandungsdicke D„ mindestens 1,5 mm
beträgt.
5
beträgt.
5
7. Wärmeübertragungsrohr nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die minimale Längsstegdicke D mindestens 0,5 mm
beträgt.
10
beträgt.
10
8. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragungsrohres (1) nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß durch Strangpressen ein mit Kammern (5) versehenes Preßrohr (8) hergestellt wird und anschließend auf der äußeren
Oberfläche des Preßrohres (8) Rippen (2) herausgewalzt werden, indem das Rippenmaterial durch Verdrängen von Material
aus der Rohrwandung (4) nach außen mittels eines Walzvorgangs gewonnen wird und das Wärmeübertragungsrohr (1) durch
die Walzkräfte in Drehung versetzt und entsprechend den ent· 0 stehenden Rippen (2) vorgeschoben wird.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823217998 DE3217998A1 (de) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | Waermeuebertragungsrohr |
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EP83104516A EP0094578A1 (de) | 1982-05-13 | 1983-05-07 | Wärmeübertragungsrohr |
DK214183A DK214183A (da) | 1982-05-13 | 1983-05-13 | Varmevekslerroer |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823217998 DE3217998A1 (de) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | Waermeuebertragungsrohr |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3217998A1 true DE3217998A1 (de) | 1983-11-17 |
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ID=6163473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823217998 Ceased DE3217998A1 (de) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | Waermeuebertragungsrohr |
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EP (1) | EP0094578A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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GB601833A (en) * | 1944-06-19 | 1948-05-13 | Calumet And Hecla Cons Copper | Method of preforming finned tubing and the product thereof |
FR1103336A (fr) * | 1954-07-01 | 1955-11-02 | Favier Ets | Tube à ailettes pour échangeur de température |
FR1460063A (fr) * | 1965-10-15 | 1966-06-17 | Babcock & Wilcox France | Procédé de fabrication de tubes échangeurs de chaleur à ailettes destinés notamment aux applications nucléaires |
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- 1982-05-13 DE DE19823217998 patent/DE3217998A1/de not_active Ceased
-
1983
- 1983-04-14 NO NO831319A patent/NO831319L/no unknown
- 1983-05-07 EP EP83104516A patent/EP0094578A1/de not_active Ceased
- 1983-05-13 DK DK214183A patent/DK214183A/da not_active Application Discontinuation
Also Published As
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NO831319L (no) | 1983-11-14 |
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DK214183A (da) | 1983-11-14 |
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