DE3414230C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscherrohr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Es wird aus metallischen Werkstoffen - vornehmlich Kupfer und seinen Legierun­ gen - hergestellt und ist speziell innenver­ dampfende Kältemittel bestimmt. Ferner betrift die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmetauscherrohres.

Bekannt sind Rohre mit Innenstrukturen zur Verbesserung des Verdampfungsvorganges, wie eingezogene Aluminium­ profile oder Nuten (DE-AS 25 52 679), oder Oberflächenauf­ rauhungen (DE 27 40 396 C3), z. B. durch Sandstrahlen oder Metallpulver aufsintern, die entweder zur Oberflächen­ vergrößerung bzw. zur Erhöhung der für den Verdampfungs­ vorgang wichtigen Keimbildungsstellen dienen.

Die Nuten bislang bekannter Rohre werden meist durch Ziehvorgänge über Profildorne auf die Rohrinnenober­ fläche aufgebracht und haben eine verhältnismäßig glatte Oberfläche. Diese wiederum wirkt sich durch ihre Struktur nachteilig für Verdampfungsvorgänge aus, auch wenn sie gegenüber einem Glattrohr bereits Vorteile bietet.

Weiterhin sind Rohre mit Innennuten bekannt, die durch einen kontinuierlichen Walz-Berippungsprozeß hergestellt werden, wobei die Innenstruktur glatt ist (DE 24 31 162 C3).

Eine Kombination von eingebrachten Nuten mit anschließen­ der Oberflächenaufrauhung durch Sandstrahlen erbringt eine weitere Verbesserung des Verdampfungsvorganges, wobei die dadurch erzielten Leistungen bei weitem nicht die Leistungen der der Erfindung zugrunde liegenden Rohrausführung erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohr mit verbesserten Wärmeübergangseigenschaften zu schaffen, das zusätzlich wirtschaftlich herstellbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Längsnuten werden durch ein Innenwerkzeug ge­ formt, wobei gleichzeitig durch einen auf das Rohr ausge­ übten äußeren punktuell unterschiedlichen Verformungs­ vorgang die unregelmäßigen Oberflächenstrukturen den Nuten überlagert werden.

Die Überlagerung von Längsnuten und zusätzlichen Kraterstrukturen ergeben die hohen Wärmeübergangs­ werte, da bei diesem Rohr neben der Oberflächenver­ größerung eine für die Verdampfung wirkungsvolle Rauhig­ keit erreicht wird, die für die hohen Keimbildungs­ zahlen von Nichtigkeit ist.

Die Längsnuten sind nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung in ihrer Profilform dreieckig, trapezförmig oder rund ausgebildet, wobei bei der Trapezform die Breite am Fuß der Nut 0,1-1 mm beträgt.

Als vorteilhaft für den Wärmeübergang haben sich Stei­ gungen für die parallel verlaufenden Längsnuten in einem Steigungswinkel zur Längsachse des Rohres von 0-70° ergeben. Zur Erzeugung der die Nuten über­ lagernden Krater ist eine punktuell unterschiedliche Verformung auf der Rohraußenseite erforderlich, die be­ vorzugt durch ein auf die Rohraußenoberfläche Pyramiden erzeugendes Werkzeug erreicht wird. Die Abmessungen der pyramidenförmigen Profilierung liegen vorzugsweise in einer Teilung von 0,3-2,5 mm, die Steigung zur Längsachse des Rohres sollte zwischen 10 und 80° be­ tragen.

Die Steigungen von Längsnuten und Profilierung können gleichförmig oder gegenläufig sein.

Wegen der erforderlichen Überlagerung von äußerer Profilierung zu Innenlängsnuten zur Erzeugung der Krater sind Rohrwanddicken von 0,4 bis 2 mm zu be­ vorzugen.

Das Wärmetauscherrohr nach Patentanspruch 1 wird nach der Erfindung gemäß den im Anspruch 8 bzw. 9 aufgeführten Verfahrensschritten hergestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Bild dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Im Bild ist die unregelmäßige Rohrinnenstruktur zu sehen, mit den spiralförmig verlaufenden Nuten 1, die durch die Krater 2 überlagert sind. Ebenfalls kann dem Bild die rauhe Außenoberfläche 4entnommen werden, die die krater­ förmigen Ausnehmungen erzeugt.

Claims (9)

1. Wärmetauscherrohr, das auf der Innenseite eine Viel­ zahl von schraubenförmig, parallel verlaufenden Längs­ nuten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs­ nuten (1) von feinen Kratern (2) überlagert sind.

2. Wärmetauscherrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längsnuten (1) dreieckig, trapez­ förmig oder rund ausgebildet sind, wobei die Nut-Tiefe im Bereich von 0,1 bis 0,4 mm liegt.

3. Wärmetauscherrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längsnuten (1) trapezförmig ausge­ bildet sind, wobei die Breite am Nut-Fuß 0,1 bis 1 mm beträgt.

4. Wärmetauscherrohr nach einem der vorangegangenen An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (1) unter einem Steigungswinkel (α) zur Längsachse von 0 bis 70 Grad verlaufen.

5. Wärmetauscherrohr nach einem der vorangehenden An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Krater (2) eine unregelmäßige Struktur aufweisen.

6. Wärmetauscherrohr nach einem der vorangehenden An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Rohrwand (3) 0,4 bis 2 mm beträgt.

7. Wärmetauscherrohr nach einem der vorangehenden An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohraußenseite eine pyramidenförmige Profilierung (4) aufweist, deren Teilung im Bereich von 0.3 bis 2,5 mm liegt, eine Steigung zur Längsachse von 10 bis 80 Grad hat und gleich- oder gegenläufig zur Innen­ profilierung verläuft.

8. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherrohrs gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem glatten Ausgangsrohr Längsnuten (1) durch ein Innenwerkzeug geformt werden und gleichzeitig durch einen auf das Rohr ausgeübten äußeren, punktuell unterschiedlichen Verformungsvorgang eine unregel­ mäßige, kraterförmige Struktur in den Längsnuten er­ zeugt wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherrohrs gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Seite eines Bandes Längsnuten und gleich­ zeitig auf dessen anderer Seite durch einen punktuell unterschiedlichen Verformungsvorgang eine unregel­ mäßige kraterförmige Struktur der Längsnuten erzeugt wird und anschließend durch Längsnahtschweißung das Wärmetauscherrohr hergestellt wird.