DE3313422A1

DE3313422A1 - Tube having a plurality of deformation points provided in the tube wall for use in heat exchangers

Info

Publication number: DE3313422A1
Application number: DE19833313422
Authority: DE
Inventors: Michael Cukrowicz; Bernd Flashaar; Günter 2000 Hamburg Graß; Michael Dipl.-Ing. 2105 Seevetal Pullich; Wilfried Prof. Dr.-Ing. 2061 Sülfeld Roetzel; J.-Edwin Dipl.-Ing. 2057 Reinbek Roth; Gunar E. Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Treuten
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1984-10-18

Abstract

Tube having a plurality of deformation points provided in the tube wall for use in heat exchangers, longitudinal regions of the tube having no deformation points, the deformation points being irregularly distributed over the tube wall at other longitudinal regions of the tube, and the deformation points being constructed like bumps in order to improve the heat transfer and the dimensional stability. <IMAGE>

Description

Rohr mit einer Mehrzahl in die Rohrwandung eingebrachterTube with a plurality of tubes introduced into the tube wall

Verformungsstellen zum Einsatz in lWårmetauschern Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohr für einen Wårmetauscher und insbesondere auf ein Rohr mit einer Mehrzahl in die Rohrwandung eingebrachter Verformungsstellen zum Einsatz in einem Wårmetauscher. Deformation points for use in heat exchangers The invention relates on a pipe for a heat exchanger and in particular on a pipe with a Multiple deformation points made in the pipe wall for use in one Heat exchanger.

Bei Wärmetauschern befindet sich im Innern eines Gehäuses eine Vielzahl von Rohren, welche in B-ündeln angeordnet sind und entweder als Geradrohre oder hin- und hergehende Rohre ausgebildet sind. Durchströmt ein Medium die Rohre, so kann ein weiteres die Rohre umgebendes Medium Wärme von dem erstgenannten Medium aufnehmen oder an dieses abgeben. Die Bedingungen, unter denen derartige Wårmetausc.her arbeiten, sind bekannt und brauchen daher hier nicht im einzelnen erläutert zu werden. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist jedoch bedeutsam, daß bei den meisten Anwendungen ein Wårmetauscher je Oberflächeneinheit der in ihm vdrhandenen Rohre eine möglichst große \Ermeübertragungsleistung erzielen soll.In the case of heat exchangers, there is a large number inside a housing of tubes, which are arranged in bundles and either as straight tubes or reciprocating tubes are formed. If a medium flows through the pipes, see above Another medium surrounding the pipes can heat from the first-mentioned medium pick up or hand over to this. The conditions under which such heat exs work are known and therefore do not need to be explained in detail here. In connection with the present invention, however, it is important that the in most applications one heat exchanger per unit of surface area in it vdrhandenen Pipes should achieve the greatest possible transmission capacity.

Um die Wirkung eines Wärmetauschers zu verbessern, ist bereits vorgeschlagen worden, die einzelnen Rohre an ihrer Oberfläche zu verformen, so daß sich im Inneren eine günstigere Strömung ausbildet, die letztendlich den Effekt hat, daß ein höherer Wärmestrom übertragen werden kann. Beispielsweise ist es in diesem Zusammenhang bekannt, dünnwandige Rohre mit Sicken oder sich spiralförmig über die Oberfläche erstrekkenden Wendelungen auszubilden. Auch ist es bekannt, in das Innere eines zylindrischen Rohres eine offene Wendel einzubringen und das Rohr mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung von außen so zu verformen, daß sich zwischen den Wendeln Sicken oder Beulen bilden. Nach erfolgter Verformung kann die Wendel aus dem Rohr entfernt werden, was allerdings gerade bei relativ langen Rohren nicht sehr einfach ist.In order to improve the effect of a heat exchanger, it has already been proposed been to deform the individual tubes on their surface, so that inside a more favorable flow forms, which ultimately has the effect that a higher Heat flow can be transferred. For example, it is in this context known, thin-walled tubes with beads or spiraling over the surface to train extending turns. It is also known to be in the interior of a cylindrical tube to introduce an open helix and the tube with the help of a suitable device to deform from the outside so that between the coils Form bumps or bumps. After the deformation has taken place, the helix can be removed from the tube can be removed, which is not very easy, especially with relatively long pipes is.

Es kann zwar erwartet werden, daß derartige verformte Rohre in einem Wärmetauscher einen besseren Hårmeübergang ermöglichen, weil sich die Strömung im Inneren der Rohre günstiger als in zylindrischen Rohren aufbaut. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, daß sich im Innern derartiger Rohre, insbesondere zufolge der Gleichmäßigkeit, mit der die einzelnen Verformungen angeordnet sind, eine Strömung einstellt, die zwar nicht laminar als Zylinderströmung sich einstellt, wohl aber die Gestalt einer Spiralströmung annimmt, was im Vergleich zur bisherigen zylindrisch - laminaren Strömung keine Verbesserung darstellt. Auch kommt hinzu, daß einige der bekannten Rohre relativ dünne Wanddicken aufweisen, damit die gewünschten Verformungen überhaupt durchgeführt werden können. Auf Grund der relativ gleichmäßigen Verformung der bekannten Rohre entstehen Rohrgebilde, die hinsichtlich ihrer Biegesteifigkeit und Schwingungssicherheit nicht zufriedenstellend sind.Although it can be expected that such deformed tubes in one Heat exchangers allow a better heat transfer because the flow is in the Inside the tubes builds up cheaper than cylindrical tubes. However, it is not excluded that inside such pipes, in particular due to the uniformity, with which the individual deformations are arranged, sets a flow that not laminar as a cylinder flow occurs, but the shape of a Spiral flow assumes what compared to the previous cylindrical - laminar Flow is not an improvement. Also, there are some of the well-known Pipes have relatively thin wall thicknesses, so that the desired deformations at all can be carried out. Due to the relatively uniform deformation of the known Pipes are pipe structures that have a bending stiffness and vibration resistance are not satisfactory.

Demgegenüber soll gemäß der Erfindung ein Rohr für einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 geschaffen werden, in welchem sich eine turbulente Strömung einstellt, woraus schließlich ein verbesserter WiirmeübergGnag resultiert. Auch soll das Rohr eine hohe Formsteifigkeit haben.In contrast, according to the invention, a pipe for a heat exchanger according to the preamble of claim 1 created will, in which a turbulent flow occurs, which ultimately leads to an improved one WiirmeübergGnag results. The pipe should also have a high degree of dimensional rigidity.

Erreicht wird dies durch ein Rohr gemäß den Patentansprüchen.This is achieved by a pipe according to the claims.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist zunächst einmal wesentlich, daß das Rohr eines Warmetauschers nicht über seine gesamte Länge mit Verformungsstellen versehen wird.In connection with the present invention is first of all essential that the tube of a heat exchanger not over its entire length with Deformation points is provided.

Es gibt nämlich Bereiche, beispielsweise an den Einspannstellen oder auch im Bereich der Auflager eines Rohres, wo eine Verformung des Rohres nicht erwünscht ist oder sogar einer einwandfreien Halterung des Rohres abträglich ist.There are areas, for example at the clamping points or also in the area of the supports of a pipe, where deformation of the pipe is not desired or is even detrimental to the proper holding of the pipe.

Weiterhin ist für die vorliegende Erfindung wesentlich, daß die Verformungsstellen am Rohr ungleichmäßig verteilt sind.It is also essential for the present invention that the deformation points are unevenly distributed on the pipe.

Mit anderen Worten sind die einzelnen Verformungsstellen nicht auf einer kreisförmigen Umfangslinie und auch nicht auf einer sich in Achsrichtung erstreckenden Mantellinie angeordnet.In other words, the individual deformation points are not open a circular circumference and also not on one extending in the axial direction Surface line arranged.

Im Gegenteil befinden sich die einzelnen Verformungsstellen an unregelmäßigen Orten des Umfanges des Rohres. Sofern ein sich wiederkehrendes Muster von Verf ormungsstellen auf dem Rohr verwendet wird, so ist dieses Muster relativ lang im Verhältnis zum Rohrinnendurchmesser. Auf diese Art und Weise kann sichergestellt werden, daß im Innern des Rohres eine turbulente Strömung vorhanden ist, die den bestmöglichen Wärmedurchgang zwischen dem Innen- und Außenraum des Rohres ermöglicht. Eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse auf der Rohraussenseite wird durch die unebene Oberfläche der Außenseite des Rohres ebenfalls erzielt.On the contrary, the individual deformation points are at irregular ones Locating the circumference of the pipe. Provided a recurring pattern of formalities is used on the pipe, this pattern is relatively long in relation to the Pipe inside diameter. In this way it can be ensured that im Inside the pipe there is a turbulent flow that is the best possible Allows heat to pass between the interior and exterior of the pipe. An improvement the flow conditions on the outside of the pipe are caused by the uneven surface the outside of the pipe is also achieved.

Der Wärmeübergang wird noch weiter dadurch verstärkt, daß die Verformungsstellen selbst beulenartig ausgebildet sind und nicht ineinander übergehen. Mit anderen Worten befindet sich eine Vielzahl von derartigen beulenförmigen Verformungsstellen am Rohr, wobei die Abstände benachbarter Verformungsstellen zu einander vorzugsweise nicht gleich sind und darüber hinausgehend auch unterschiedlich tiefe und unterschiedlich ausgestaltete Beulen gemäß der Erfindung möglich sind.The heat transfer is further enhanced by the fact that the deformation points themselves are formed like bumps and do not merge into one another. With others In other words, there is a multitude of such bulge-shaped deformation points on the pipe, the spacing of adjacent Deformation points to each other are preferably not the same and, in addition, also have different depths and differently designed bumps are possible according to the invention.

Insgesamt wird gemäß der Erfindung ein Rohr erreicht, das einen außerordentlich guten fDårmeübergang sicherstellt und darüber hinaus auch eine Formsteifigkeit besitzt, die bekannten Rohren überlegen ist.Overall, a pipe is achieved according to the invention, which is an extraordinary ensures a good transition between the arms and also has a dimensional stiffness, the known pipes is superior.

Um die einzelnen Verformungsstellen am Rohr anzubringen, kann man eine Vorrichtung verwenden, die von außen aus örtlichten Druck auf die Wandung des Rohres ausübt. Die Vorrichtung kann dabei so ausgestaltet sein, daß die einzelnen unterschiedlich ausgebildeten Verformungsteile oder -werkzeuge nach- einem Verformungsvorgang ihren Platz tauschen und beim darauffolgenden Verformungsvorgang ein andersartiges -möglicherweise auch nicht vorhersehbares - Muster erzeugt wird.To attach the individual deformation points to the pipe, you can use a device that from the outside from local pressure on the wall of the Rohres exercises. The device can be designed so that the individual differently designed deformation parts or tools after a deformation process Swap their place and in the subsequent deformation process a different one - possibly also unpredictable - pattern is generated.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist das Material für das Rohr selbst nicht wesentlich, es kann sich hierbei z.B. um Stahl, tupfer oder Kunststoff handeln, es ist nicht erforderlich, daß es sich hierbei um gezogene Rohre handelt, eine Verschweißung eines Bandes zu einem Rohr ist ebenfalls gemäß der Erfindung möglich.In the context of the present invention, the material is for the pipe itself is not essential, it can be steel, swab, or It is a matter of plastic, it is not necessary that these are drawn tubes is, a welding of a tape to a pipe is also according to the invention possible.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawings, for example explained.

Die Zeichnung zeigt eine Draufsicht eines Teiles eines Rohres gemäß der Erfindung.The drawing shows a plan view of part of a pipe according to FIG the invention.

In der Draufsicht auf ein Rohr gemäß der Erfindung sind eine Vielzahl von Verformungsstellen zu erkennen, wobei ebenfalls zu erkennen ist, daß die einzelnen Verformungsstellen unterschiedliche Größe, unterschiedliche Abstände und unterschiedliche Gestalt haben. In der Figur sind die Verformungsstellen auf Schraubenlinien wicderge£eben, was auf die Art der Herstellung zurückzuführen ist. Die Verteilung der Verformungsstellen kann jedoch in jedem anderen gewünschten Muster vorgesehen sein.In a plan view of a tube according to the invention there are a plurality to recognize deformation points, it can also be seen that the individual Deformation points different size, different distances and different Have shape. In the figure are those Deformation points on helical lines wicderge £ just what is due to the manner of manufacture. The distribution however, the deformation points can be provided in any other desired pattern be.

In der Figur ist ebenfalls zu erkennen, daß ein Teilbereich des Rohres gemäß der Erfindung keine Verformungsstellen aufweist, wobei durch die Unterbrechung in der Darstellung angedeutet ist, daß dieser Bereich eine geeignete Größe haben kann. Wird beispielsweise das verformte Rohr als U-Rohr verwendet, so wird der Bogenbereich des Rohres ohne Verformungsstellen ausgebildet.In the figure it can also be seen that a portion of the pipe according to the invention has no deformation points, due to the interruption it is indicated in the illustration that these areas have a suitable size can. For example, if the deformed tube is used as a U-tube, the bend area becomes of the tube formed without deformation points.

Claims

Patent claims 1. Pipe with a plurality of inserted into the pipe wall Deformation points for use in INarm exchangers, characterized in that longitudinal areas of the pipe do not have any deformation points on other longitudinal areas of the pipe the deformation points are distributed irregularly over the pipe wall, and that the deformation points are formed like bumps.

2. Tube according to claim 1, characterized in that adjacent deformation points m are evenly spaced from one another.

3. Tube according to claim 1, characterized in that adjacent deformation points have equal and Z or uneven distances from one another.

4. Pipe according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the deformation points are different from each other in terms of shape and Depth are formed.

5. Pipe according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the deformation points in terms of shape and depth in whole or in part are designed differently from each other.