DE3882181T2

DE3882181T2 - Verfahren zur Herstellung einer vergrösserten Wärmeübertragungsfläche und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Info

Publication number: DE3882181T2
Application number: DE88630094T
Authority: DE
Inventors: Steven R Zohler
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1987-08-05
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2008-05-17
Also published as: JPH0244613B2; AU593992B2; US4765058A; AU1602788A; EP0302809A2; CA1291114C; EP0302809B1; EP0302809A3; KR890004152A; JPS6462235A; DE3882181D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, zum Herstellen eines Wärmetauscherrohres, nach den Merkmalen entsprechend den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 3.
Entsprechend der Erfindung hergestellte Rohre werden in einem Wärmetauscher der Verdampferbauart benutzt, in welchem ein zu kühlendes Fluid durch das Rohrnetz geleitet wird und eine siedende Flüssigkeit, üblicherweise Kühlmittel, in Berührung mit der Rohrnetzaußenseite ist, um Wärme von dem Fluid in dem Rohrnetz auf die siedende Flüssigkeit zu übertragen.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 3 sind in der US-A- 4,425,696 und der US-A-4,438,807 beschrieben, entsprechend welchen ein verbessertes Verdampferrohr mit verdeckten Kanälen, die mit der Umgebung des Rohres über Öffnungen in Verbindung sind, welche über einer Innenrippe liegen, entsprechend einem Verfahren hergestellt wird, bei welchem ein genuteter Dorn im Innern eines ungeformten Rohres angeordnet wird und eine Werkzeugwelle mit einem darauf angeordneten Werkzeugsatz auf der äußeren Fläche des Rohres abgerollt wird. Das ungeformte Rohr wird gegen den Dorn gedrückt zur Herstellung mindestens einer Innenrippe in der inneren Fläche des Rohres. Gleichzeitig wird eine äußere Rippenwindung in der äuperen Fläche des Rohres durch die Werkzeugwelle mit dem Werkzeugsatz geformt. Die äußere Rippenwindung hat niedergedrückte Bereiche über der Innenrippe, wo das Rohr in die Nuten des Dornes eingedrückt wird zum Ausbilden der Rippe. Eine glatte Scheibenwalze auf der Werkzeugwelle wird nach dem Walzen der äußeren Rippe über die äußere Fläche des Rohres gerollt. Die glatte Scheibenwalze ist ausgelegt zum Umbiegen der Spitzenteile der äußeren Rippe zur Berührung der benachbarten Rippenwindung nur an denjenigen Stellen der äußeren Rippe, welche sich nicht über einer inneren Rippe befinden. Die Spitzenteile der niedergedrückten Bereiche der äußeren Rippe, welche über der inneren Rippe liegen, werden umgebogen, berühren aber nicht die benachbarte Windung und bilden somit Poren, die Fluidverbindung gewährleisten zwischen der Umgebung des Rohres und den verdeckten Kanälen des Rohres.
In der US-A-4,313,248 ist ein Verfahren beschrieben, zur Bildung einer Wärmeübergangsfläche für ein Wärmeübergangsrohr, wobei eine Rippenwalzscheibe auf der Oberfläche eines Rohres Rippen bildet und eine Walzscheibe die obere Fläche der benachbarten Rippen niederdrückt, zum Formen eines engen Spaltes zwischen benachbarten Schultern von benachbarten Rippen.
Die Schaffung von Hochleistungswärmetauscherrohren wurde fortgesetzt, da festgestellt wurde, daß der Wärmeübergang auf eine siedende Flüssigkeit durch die Bereitstellung von Dampfeinschlußstellen oder Hohlräumen verbessert wird. Es wird angenommen, daß die Bereitstellung von Dampfeinschlußstellen das Blasensieden unterstützt. Entsprechend dieser Lehre bildet der eingeschlossene Dampf den Kern einer Blase, bei der Sättigungstemperatur oder geringfügig über derselben, und die Blase nimmt unter Wärmezuführung in Volumen zu, bis die Oberflächenspannung überschritten wird und eine Dampfblase sich von der Wärmeübergangsfläche loslöst. Wenn die Dampfblase die Wärmeübergangsfläche verläßt, gelangt flüssiges Kühlmittel in den freigegebenen Raum und umschließt den zurückbleibenden Dampf unter Bildung einer anderen Blase. Die kontinuierliche Blasenbildung, zusammen mit dem Konvektionseffekt der Blasen, welche durch die, die Dampfeinschlußstellen bedeckende, Grenzschicht aus überhitztem, flüssigem Kühlmittel wandern und diese vermischen, ergibt den verbesserten Wärmeübergang.
Es ist außerdem bekannt, daß ein übermäßiges Einströmen von Flüssigkeit aus der Umgebung die Dampfeinschlußstelle fluten oder unwirksam machen kann. In dieser Hinsicht ist zu erwähnen, daß eine Wärmeübergangsfläche mit einem kontinuierlichen Spalt zwischen benachbarten Rippen die Leistung des Rohres herabsetzt. Es ist desweiteren zu erwähnen, daß verbesserte Rohre, entsprechend der US-A-4,425,696 und der US-A-4,438,807, mit verdeckten Kanälen, die mit der Umgebung verbunden sind, durch Oberflächenöffnungen oder Poren mit einem spezifischen "Öffnungsverhältnis" zwar ein Fluten des verdeckten Kanals verhindern können, im wesentlichen aber beschränkt sind auf das Vorsehen von Öffnungen für die Hohlräume, nur an den Stellen über einer inneren Rippe oder einer Vertiefung in der äußeren Oberfläche des Rohres.
Die Leistung der verbesserten Rohre ist sehr wesentlich von der Größe der verdeckten Kanäle, der Poren über den verdeckten Kanälen und der Anzahl, sowie dem Abstand zwischen den Poren, abhängig. Es ist dementsprechend wichtig außen verbesserte Rohre herzustellen, mit passenden verdeckten Kanälen und Poren um den Umfang des Rohres. Es wurde festgestellt, daß zur Erhöhung der Leistung der verbesserten Rohre die Anzahl der Poren sehr wesentlich größer sein muß, als heutzutage erreicht wird, durch Vorsehen einer inneren Rippe zur Bildung der Poren über derselben.
Eine größere Anzahl von Poren kann erreicht werden, durch das Verfahren und das Werkzeug entsprechend der JP-A-61/291895, entsprechend welcher, nach dem Walzen der Rippe, Kerben in den Spitzenteil der Rippe geschnitten werden, und die gekerbten Rippenwindungen dann umgewalzt werden, zur Anlage an benachbarten Windungen zwischen den Kerben, wobei dann die Kerben die offenen Poren bilden. Das Einschneiden von Kerben kann jedoch die Rippenwindungen verformen und zu unregelmäßigen Spalten um den Umfang des Rohres führen.
Es besteht dementsprechend eine eindeutige Notwendigkeit für ein Hochleistungsrohr mit verbesserter äußerer Oberfläche und mit mehreren verdeckten Kanälen, die mit der äußeren Umgebung, über eine erhöhte Anzahl von gleichförmig beabstandeten Oberflächenporen, mit festen Abmessungen in Verbindung stehen, das weitgehend die Unzulänglichkeiten beseitigt, welche die Rohre entsprechend dem Stand der Technik gekennzeichnet haben.
Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile, die bei den Rohren entsprechend dem Stand der Technik aufgetreten sind, zu überwinden und ein Verfahren und ein Werkzeug zu schaffen zur Herstellung eines Wärmetauscherrohres mit verbesserter Wärmeübergangsleistung.
Um dies zu erreichen, schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauscherrohres mit einem verdeckten Kanal zwischen benachbarten Windungen mindestens einer radialen, schraubenförmigen Rippe und mit mehreren geschlossenen Abschnitten über dem verdeckten Kanal längs einem Umfang des Rohres und welche mit dazwischen liegenden offenen Poren abwechseln, nach folgenden Schritten: Walzen der radialen, schraubenförmigen Rippe in der äußeren Fläche des Rohres entlang der Längsachse des Rohres unter Abstützung der Rohrinnenfläche, und Umwalzen der Rippenwindungen in Richtung zu einer benachbarten Rippenwindung, um den verdeckten Kanal zwischen benachbarten Windungen der umgewalzten Rippenwindungen zu bilden, wobei die Spitzenteile der benachbarten umgewalzten Rippenwindungen wenigstens an umfangsmäßig beabstandeten Stellen in Abstand voneinander bleiben, um die offenen Poren zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verfahrensschritt des Walzens der Rippe, das Abstützen so ausgeführt wird, damit das Niederdrücken sämtlicher Rippenwindungen, durch Versehen der Rohrinnenfläche mit einer glatten Form oder mit inneren eng beabstandeten Rippen, verhindert wird, um ein Niederdrücken der Teile der besagten mindestens einen äuperen Rippe, welche über den inneren Rippen liegen, zu verhindern, daß in dem Verfahrensschritt des Umwalzens der Rippenwindungen benachbarte Rippenwindungen so umgerollt werden, damit sie an ihren Spitzenteilen längs ihrer gesamten Umfangslänge in Abstand voneinander bleiben, und daß nach dem Schritt des Umwalzens der Rippenwindungen die Spitzenteile der umgewalzten Rippenwindungen an mehreren um den Umfang des Rohres beabstandeten Berührungsstellen niedergedrückt werden bis die umgewalzten Rippenwindungen eine benachbarte Windung berühren, um die geschlossenen Abschnitte zu bilden.
Die Erfindung schafft desweiteren eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wärmetauscherrohres entsprechend den Verfahrensschritten nach Anspruch 1, mit a) einem Dorn, welcher in ein ungeformtes Rohr zum Abstützen desselben einzuführen ist; und b) einem Werkzeugsatz, der nacheinander in Reihe versehen ist, mit 1.) einer Formeinrichtung für die äußere Rippe, welche mehrere Scheiben zum Walzen mindestens einer radialen, schraubenförmigen Rippe in der äußeren Oberfläche des Rohres entlang der Längsachse desselben aufweist; 2.) einer Rippenwalzvorrichtung zum Umwalzen der radialen Rippe, um einen verdeckten Kanal zwischen benachbarten Windungen der umgewalzten Rippe zu bilden, und gekennzeichnet durch, 3.) eine zahnähnlich eingekerbte Scheibenvorrichtung mit mehreren abwechselnd angeordneten Vorsprüngen und V-förmigen Kerben, um den Umfang der Scheibenvorrichtung zur Berührung benachbarter Windungen der Rippe an Berührungsstellen zwischen den Vorsprüngen und der umgewalzten Rippe, um die geschlossenen Abschnitte an den Berührungsstellen und die offenen Poren unterhalb den V-förmigen Kerben zu bilden; wobei der Dorn eine glatte, äußere Fläche oder einer genutete, äußere Fläche aufweist, welche so geformt ist, damit ein Niederdrücken der äußeren Rippe verhindert wird.
Mit dem Verfahren und der Vorrichtung entsprechend der Erfindung kann die Anzahl der Poren wesentlich erhöht werden, da offene Poren nicht nur an denjenigen Stellen gebildet werden, wo die äußere Rippe des Rohres in die Nuten des Dornes niedergedrückt wird zur Bildung einer inneren Rippe. Eine mittlere Anzahl von zwischen etwa 75 und 80 offenen Poren um den Umfang des Rohres kann erreicht werden. Das Einschneiden von Kerben in die Rippe ist nicht erforderlich.
Das Verfahren und das Werkzeug nach der Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich sein, wobei in den Zeichnungen vorgesehene Bezugszeichen in der gesamten Beschreibung ähnliche oder entsprechende Bauteile kennzeichnen. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht eines Rohres, eines glatten Dornes und einer Werkzeugwelle mit einem darauf angeordneten Werkzeugsatz zum Walzen des Rohres auf dem Dorn, um das nach der Erfindung hergestellte Rohr zu formen;
Figur 2 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab eines Ausschnittes eines charakeristischen Rohres, das durch die Werkzeugsatzanordnung der Erfindung gewalzt, umgebogen und niedergedrückt wurde;
Figur 3 eine Seitenansicht im Schnitt in vergrößertem Maßstab eines Hochleistungs-verdampferrohres, das entsprechend der Erfindung hergestellt und mit inneren Rippen versehen ist;
Figur 4 eine zehnfach vergrößerte Fotografie der Oberfläche des entsprechend der Erfindung hergestellten Hochleistungsverdampferrohres;
Figur 5 eine Schnittdarstellung der letzten gekerbten Rolle des Werkzeugsatzes der Erfindung zur Herstellung der verbesserten Oberfläche nach Figur 4;
Figur 6 eine vergröperte Darstellung der Zähne der letzten gekerbten Rolle nach Figur 5; und
Figur 7 eine graphische Darstellung der Siedeleistung des entsprechend der Erfindung hergestellten Hochleistungsverdampferrohres im Vergleich mit einem bekannten verbesserten Rohr.
Die entsprechend der Erfindung hergestellten, verbesserten Hochleistungsrohre sind ausgelegt zur Anwendung in einem Verdampfer einer Kühlanlage, wobei zu kühlendes Fluid durch die Wärmetauscherrohre strömt und wobei Kühlmittel, das verdampft wird, in Berührung mit der äußeren Oberfläche der Rohre steht. Üblicherweise sind mehrere Wärmetauscherrohre parallel angeordnet und so angeschlossen, damit mehrere Rohre einen Fluidströmungskreis bilden und mehrere solcher parallelen Strömungskreise sind vorgesehen zur Bildung eines Rohrbündels. Üblicherweise befinden sich alle Rohre der verschiedenen Strömungskreise in einem einzigen Behälter und sind in demselben in das Kühlmittel getaucht. Die Wärmeübergangseigenschaften des Verdampfers sind weitgehend bestimmt durch die mittleren Wärmeübergangseigenschaften der einzelnen Wärmeübergangsrohre. Die Abmessungen der verdeckten Kanäle und die Größe, die Anzahl sowie die Form der Poren in der Fläche der Rohre sind besonders kritisch für R-11 Anwendungen. Desweiteren ist die Erzeugung eines Hochleistungsverdampferrohres bevorzugt, das aus einem im Handel erhältlichen Primärrohr in einem einzigen Arbeitsgang durch eine übliche Maschine zum Walzen einer Rippe auf der Rohroberfläche hergestellt werden kann, da dies eine schnellere und kostengünstigere Herstellung erlaubt.
Im Folgenden werden nun die Zeichnungen beschrieben. Figur 1 zeigt den Zusammenhang zwischen einem Rohr 10, das verbessert wird, sowie einer Werkzeugwelle 20 am Rohraußenumfang und einem in das Rohr eingeführten Dorn 30. Üblicherweise umfaßt die Rippenwalzmaschine mehrere Werkzeugwellen, z. B. drei Wellen, welche um 120º gegeneinander versetzt sind, jedoch ist zur besseren Klarheit nur eine Werkzeugwelle dargestellt. Die Länge des Dornes 30 ist ausreichend, damit die innere Fläche des Rohres 10 unterhalb der Werkzeugwelle 20 abgestützt ist. Der Dorn 30 kann entweder glatt sein (wie in Figur 1 dargestellt) oder er kann genutet sein, um innere Rippen zu formen (wie in Figur 3 dargestellt ist). Falls der Dorn Rippen in dem Rohr bildet, so ist es wesentlich, daß diese eng beabstandet sind, um zu verhindern, daß die äußeren Rippen, die sich über den Innenrippen befinden, niedergedrückt werden. Die Werkzeugwelle 20 mit einem Werkzeugsatz 22 dient zur Herstellung der äußeren Rippenwindungen 12. Der Werkzeugsatz 22 umfaßt mehrere Rippenwalzscheiben 24, die zur Verdrängung des Werkstoffes der Rohrwand 14 des Rohres dienen zum Formen der schraubenförmigen äußeren Rippenwindungen 12, sowie mehrere walzenförmige Scheiben 26 zur Berührung der gewalzten Rippen. Eine zahnähnlich gekerbte Scheibe 28 ist die letzte walzenförmige Scheibe zur Berührung des Rohres 10.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, wird die äußere Rippenwindung 12 durch die Rippenwalzscheiben 24 geformt. Anschließend rollen die glatten Walzscheiben 26 den Spitzenteil 13 der Rippenwindung 12 in Richtung zur benachbarten Rippenwindung um zum Formen des verdeckten Kanals 16, dabei bleibt jedoch der Spitzenteil 13 der Rippe längs seiner gesamten Länge in Abstand von einer benachbarten Rippenwindung 12.
Das Hochleistungswärmetauscherrohr läßt sich einfach herstellen mit der Vorrichtung und dem Verfahren nach den Figuren 1 und 2. Zur Herstellung wird ein ungeformtes Rohr 10 über den Dorn 30 gelegt. Die Länge des Dornes 30 ist ausreichend damit die innere Fläche des Rohres 10 unter der Werkzeugwelle 20 abgestützt ist. Der Werkzeugsatz 22 auf der Werkzeugwelle 20 wird in einem kleinen Winkel zur Längsachse 11 des Rohres 10 in Berührung mit demselben gebracht. Dieser kleine Winkel gewährleistet, daß das Rohr 10 längs seiner Längsachse fortbewegt wird, wenn die Werkzeugwellen 20 in Rotation sind. Die Rippenwalzscheiben 24 verdrängen den Werkstoff der Rohrwand 14 zur Bildung der äußeren Rippenwindung 12, welche einen Wurzelteil 17 und einen Spitzenteil 13 aufweist und drücken zur gleichen Zeit das Rohr 10 gegen den Dorn 30. Im Üblichen formen die Scheiben 24 zwischen siebzehn und dreiundzwanzig Rippen per Zentimeter (zwischen fünfundvierzig und sechzig Rippen per Zoll) entlang der Längsachse des Rohres für eine maximale Rohrleistung. Falls ein genuteter Dorn 30 benutzt wird, so wird durch das Anpressen des Rohres gegen den genuteten Dorn die Rohrwand 14 in die Nuten des Dornes gedrückt zur Herstellung der inneren Rippen 15. Die Figur 3 zeigt ein Rohr, das mittels eines genuteten Dornes hergestellt wurde, nachdem die Rippenwalzscheiben 24, die walzenförmigen Scheiben 26 und die zahnähnlich gekerbte Scheibe 28, die Außenseite des Rohres 10 bearbeitet haben zur Bildung der verdeckten Kanäle 16 der Oberflächenporen 18, und der Rippen 15 auf der Rohrinnenfläche. Die inneren Rippen 15 sind eng beabstandet, um die Bildung von Wellungen auf der äußeren Oberfläche des Rohres zu verhindern. Eine im wesentlichen glatte äußere Oberfläche gewährleistet die Herstellung von Rippen mit konstanter Höhe oder konstantem Außendurchmesser, und stellt sicher, daß die Walzenscheiben und die gekerbte Scheibe die Rippen gleichförmig berührt. Wie in Figur 4 deutlich dargestellt ist, bildet die Werkzeugwelle 20 ein Muster von schraubenförmigen verdeckten Kanälen 16 mit Hohlraumöffnungen oder Poren 18, die sich auf der Außenseite des Rohres 10 mit geschlossenen Abschnitten 19 abwechseln. Für die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Rohre, mit einer glatten Innenwand oder inneren Rippen (wie in Figur 3 gezeigt), ist das verbesserte Oberflächenmuster im wesentlichen ähnlich, da die Ausgangshöhe der Rippenwindungen 12 auf der Oberfläche des Rohres im wesentlichen längs der gesamten Länge des Rohres gleich ist. Ein üblicher Dorn mit einer glatten Oberfläche oder einer Oberfläche mit mehr als 36 Nuten auf ihrem Umfang, der mit einem Werkzeugsatz zur Bildung von mehr als 15 Rippen per Zentimeter (40 Rippen per Zoll) längs der Längsachse des Rohres benutzt wird, erzeugt ein Muster von offenen Abschnitten, entsprechend den Poren 18 und geschlossenen Abschnitten 19 infolge der Berührung der umgewalzten Rippen durch die letzte zahnähnlich gekerbte Scheibe 28. Diese abwechselnden offenen Poren und geschlossenen Abschnitte verbessern die Rohrleistung, falls etwa 80 Poren um den Umfang des Rohres längs dem Kanal unter der Rohroberfläche vorgesehen sind.
In den Figuren 5 und 6 sind die allgemeinen Konstruktionseinzelheiten der letzten zahnähnlich gekerbten Scheibe 28 dargestellt. Während dem Betrieb der bevorzugten Ausführungsform, d. h. einer Vorrichtung mit einer Werkzeugwelle 20 wie in Figur 1 dargestellt, bleiben die umgewalzten Rippen anfangs in Abstand voneinander an ihren Spitzenteilen längs ihrer gesamten Umfangserstreckung, anschließend berührt die gekerbte Scheibe 28 die vorher umgewalzten Rippenwindungen 12 und bildet die geschlossenen Abschnitte 19. Die gekerbte Scheibe 28 hat mehrere abwechselnd angeordnete Vorsprünge oder zahnförmige Erhebungen 29 und V-förmige Kerben 27 entlang dem Umfang der Scheibe. Eine übliche gekerbte Scheibe 28 hat zwischen 190 und 220 Erhebungen. Dementsprechend drückt die gekerbte Scheibe 28 die umgewalzten Rippen an den Stellen nieder, wo eine Berührung zwischen der umgewalzten Rippe und den Erhebungen 29 stattfindet. Die Berührung zwischen dem Rohr 10 und der gekerbten Scheibe 28 erzeugt ein Muster von Oberflächenporen 18 und geschlossenen Abschnitte 19, wo benachbarte Rippen sich über dem verdeckten Kanal 16 gegenseitig berühren. Für die gekerbte Scheibe 28 ist eine übliche V-förmige Kerbe 27 kegelstumpfförmig geformt und hat einen eingeschlossenen Winkel 25 zwischen 35º und 45º, wie aus Figur 6 zu entnehmen ist.
Die Figur 7 zeigt anhand einer graphischen Darstellung einen Vergleich der Wärmeübergangszahl auf Längenbasis und des Wärmeflußes auf Längenbasis zwischen einem Rohr "A", das ein entsprechend der Erfindung hergestelltes Rohr darstellt und einem Rohr "B", das ein entsprechend dem Stand der Technik verbessertes Rohr darstellt. Um die gemessene Wärmeübergangszahl auf Längenbasis des Rohres entsprechend der Erfindung zu erreichen, wurde ein 19 mm (dreiviertel Zoll) Kupferrohr verbessert unter Anwendung eines Dornes mit achtundvierzig Nuten an seinem Umfange, mehreren walzenförmigen Scheiben zur Bildung von sechzehn Rippen per Zentimeter (zweiundvierzig Rippen per Zoll), und einer gekerbten Scheibe mit einhundertzweiundneunzig Erhebungen und einem eingeschlossenen Winkel von 40º am Umfang der Scheibe. Das entsprechend der Erfindung hergestellte Versuchsrohr war ein verbessertes Rohr, wobei die inneren Rippenwindungen einen Steigungswinkel von 30º hatten, mit sechzehn äußeren Rippen per Zentimeter (zweiundvierzig äußeren Rippenwindungen per Zoll), einem inneren Rippenmuster von 48 Gängen mit einem Abstand von etwa 1,7 bis 2,2 mm (0.070 bis 0.090 Zoll) zwischen den Nuten, und mit Oberflächenporen in der Gröpenordnung von 0.05 bis 0.12 mm (0.002 bis 0.005 Zoll). Versuche haben ergeben, daß ein Hochleistungsrohr wenigstens vierzehn innere Rippen und wenigstens zwanzig äußere Rippen per Zentimeter (sechsunddreißig innere Rippen und dreiundfünfzig äußere Rippen per Zoll) aufweisen soll. Wie in Figur 7 graphisch dargestellt ist, wurde ein entsprechend der Erfindung hergestelltes Rohr unter Anwendung von R-11 als Kühlmittel bei einer Temperatur von 15,6ºC (60ºF) mit einem "TURBOCHILL" Rohr verglichen, das von der Firma Wolverine Tube Company geliefert wird und sechzehn Rippen per Zentimeter (zweiundvierzig Rippen per Zoll) aufweist . Wie durch den Vergleich zu erkennen ist, hat das entsprechend der Erfindung hergestellte Hochleistungsverdampferrohr "A" im Mittel eine etwa dreihundertprozentige Leistungsverbesserung über die Wärmeübergangszahl auf Längenbasis des verbesserten Rohres "B".

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauscherrohres mit einem verdeckten Kanal (16) zwischen benachbarten Windungen (12), mindestens einer radialen, schraubenförmigen Rippe und mit mehreren geschlossenen Abschnitten (19) über dem verdeckten Kanal (16) längs einem Umfang des Rohres (10) und welche mit dazwischen liegenden offenen Poren (18) abwechseln, nach folgenden Schritten:

Walzen der radialen, schraubenförmigen Rippe in der äußeren Fläche des Rohres entlang der Längsachse des Rohres unter Abstützung der Rohrinnenfläche, und

Umwalzen der Rippenwindungen (12) in Richtung zu einer benachbarten Rippenwindung, um den verdeckten Kanal (16) zwischen benachbarten Windungen (12) der umgewalzten Rippenwindungen zu bilden, wobei die Spitzenteile (13) der benachbarten umgewalzten Rippenwindungen (12) wenigstens an umfangsmäßig beabstandeten Stellen in Abstand voneinander bleiben, um die offenen Poren (18) zu bilden,

dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verfahrensschritt des Walzens der Rippe das Abstützen so ausgeführt wird, damit das Niederdrücken sämtlicher Rippenwindungen (12) durch Versehen der Rohrinnenfläche mit einer glatten Form oder mit inneren eng beabstandeten Rippen verhindert wird, um ein Niederdrücken der Teile der besagten mindestens einen äußeren Rippe, welche über den inneren Rippen liegen, zu verhindern, daß in dem Verfahrensschritt des Umwalzens der Rippenwindungen (12) benachbarte Rippenwindungen (12) so umgerollt werden, damit sie an ihren Spitzenteilen (13) längs ihrer gesamten Umfangslänge in Abstand voneinander bleiben, und dap nach dem Schritt des Umwalzens der Rippenwindungen (12) die Spitzenteile (13) der umgewalzten Rippenwindungen (12) an mehreren um den Umfang des Rohres (10) beabstandeten Berührungsstellen niedergedrückt werden bis die umgewalzten Rippenwindungen (12) eine benachbarte Windung (12) berühren, um die geschlossenen Abschnitte (19) zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittlere Anzahl von zwischen etwa fünfundsiebzig und achtzig offene Poren um den Umfang des Rohres (10) gebildet sind.

3. Vorrichtung zur Herstellung eines Wärmetauscherrohres entsprechend den Verfahrensschritten nach Anspruch 1, mit:

a) einem Dorn (30), welcher in ein ungeformtes Rohr zum Abstützen desselben einzuführen ist; und

b) einem Werkzeugsatz (22), der nacheinander in Reihe versehen ist, mit:

1.) einer Formeinrichtung (24) für die äußere Rippe, welche mehrere Scheiben zum Walzen mindestens einer radialen schraubenförmigen Rippe in der äußeren Oberfläche des Rohres entlang der Längsachse desselben aufweist;

2.) einer Rippenwalzvorrichtung (26) zum Umwalzen der radialen Rippe, um einen verdeckten Kanal (16) zwischen benachbarten Windungen (12) der umgewalzten Rippe zu bilden, und

gekennzeichnet durch,

3.) eine zahnähnlich eingekerbte Scheibenvorrichtung (28) mit mehreren abwechselnd angeordneten Vorsprüngen (29) und V-förmigen Kerben (27), um den Umfang der Scheibenvorrichtung (28) zur Berührung benachbarter Windungen (12) der Rippe an Berührungsstellen zwischen den Vorsprüngen (29) und der umgewalzten Rippe, um die geschlossenen Abschnitte (19) an den Berührungsstellen und die offenen Poren (18) unterhalb den V-förmigen Kerben (27) zu bilden;

wobei der Dorn (30) eine glatte äußere Fläche oder eine genutete, äußere Fläche aufweist, welche so geformt ist, damit ein Niederdrücken der äußeren Rippe verhindert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnähnlich gekerbte Scheibenvorrichtung (28) zwischen 190 und 220 zahnförmige Vorsprünge (29) um den äußeren Umfang der Scheibenvorrichtung (28) aufweist.