DE8213891U1 - Wärmeübertragungsrohr - Google Patents

Wärmeübertragungsrohr

Info

Publication number
DE8213891U1
DE8213891U1 DE8213891U DE8213891U DE8213891U1 DE 8213891 U1 DE8213891 U1 DE 8213891U1 DE 8213891 U DE8213891 U DE 8213891U DE 8213891 U DE8213891 U DE 8213891U DE 8213891 U1 DE8213891 U1 DE 8213891U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat transfer
transfer tube
chambers
tube according
pipe wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE8213891U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wieland Werke AG
Original Assignee
Wieland Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wieland Werke AG filed Critical Wieland Werke AG
Priority to DE8213891U priority Critical patent/DE8213891U1/de
Publication of DE8213891U1 publication Critical patent/DE8213891U1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/12—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially parallel to the axis of the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/22—Making finned or ribbed tubes by fixing strip or like material to tubes
    • 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
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
    • 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
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/06—Tubular elements of cross-section which is non-circular crimped or corrugated in cross-section
    • 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
    • F28F1/08—Tubular elements crimped or corrugated in longitudinal section
    • 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
    • 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
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • 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
    • F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • 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
    • F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • F28F1/424—Means comprising outside portions integral with inside portions
    • F28F1/426—Means comprising outside portions integral with inside portions the outside portions and the inside portions forming parts of complementary shape, e.g. concave and convex

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Wärmeübertragungsrohr
•Die Erfindung betrifft ein Warmeübertragungsrohr mit auf der Außenseite schraubenlinienförmig verlaufenden, integralen Rippen und mit inneren Längsstegen, wobei Rohrwandung und/oder Längsstege jeweils in Rohrlängsrichtung verlaufende, voneinander getrennte Kammern begrenzen.
Wärmeübertragungsrohre der genannten Art etwa nach der DE-AS 2.717.802 bestehen aus einem außenberippten Rohr und einem inneren, sternförmigen Kerneinsatzteil. Das äußere Rohr und das Kerneinsatzteil bestehen üblicherweise aus unterschiedlichen Metallen. Die Herstellung solcher Rohre erfordert mehrere, voneinander getrennte Arbeitsgänge: 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-spot-.kavitation" (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 Rohren runden Querschnitts schraubenlinienförmig verlaufende Außenrippen zu erzeugen; denn allein das Herausschneiden des Rippenmaterials würde zu aufgerissenen Rippen führen.
I * ftf*· * ·
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Wärmeübertragungsrohr aus einer 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 Querschnitt aufweisen.
Insbesondere aus Herstellungsgründen empfiehlt es sich ebenfalls, wenn die minimale Rohrwandungsdicke D mindestens 1,5 mm bzw. die minimale Längsstegdicke DT mindestens 0,5 mm 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 ÜS-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
Fig. 1 perspektivisch ein erfindungsgemäßes Warmeübertragungsrohr,
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 begrenzen. Die Kammern 5 weisen einen runden Querschnitt auf.
Rippen 2, Rohrwandung 4 und Längsstege 3 bestehen aus einem Stück, vorzugsweise aus einer Aluminium-Legierung.
In Fig. 3 ist schematisch die Herstellung eines Wärmeübertragungsrohres 1 dargestellt. Ausgehend von einem zylindrischen ?j Gußbolzen 6 wird mittels einer durch Ziff. 7 angedeuteten ff Strangpresse ein Preßrohr 8 mit vier Kammern 5 ausgepreßt. ■} Das Preßrohr 8 wird dann in an sich bekannter Weise einem ■'
Rippenwalζvorgang unterworfen. Hierzu wird eine Vorrichtung i (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 Werkzeughaitsr 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 10 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.
(I ·· t lilt Il · · ·
It * · I It·· ·
■ ■· ···■■ ··
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 ü/min und mit einer etwa um den Faktor 3 höheren Enddrehzahl angetrieben.
Tabelle (vgl. Fig. 2a/b)
Rippenteilung to 3,8 mm ti.
Rippen-0 dR 46 mm
Kern-0 äv 31 mm
Rippenhöhe hR 7,5 mm
Kammer-0 dRA 8 mm minimale Rohrwandungsdicke D„ 3 mm
minimale Längsstegdicke D 1 mm
Beim Einsatz in Gasheizkesseln zeigten die so her
gestellten Wärmeübertragungsrohre 1 gute Wärmeüber-
tragungseigenschaft^n. Dabei waren die Rohre außen der Gasflamme ausgesetzt, in den Kammern 5 strömte als Medium Wasser. Anzeichen von "hotspot- kavitation" traten nicht auf.

Claims (7)

Ansprüche :
1. Wärmeübertragungsrohr (1) mit auf der Außenseite schraubenlinienförmig verlaufenden, integralen Rippen (2) und mit inneren Längsstegen i3), 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
7. Wärmeübertragungsrohr nach 4en Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Längsstegdicke DT mindestens 0,5 mm beträgt.
DE8213891U 1982-05-13 1982-05-13 Wärmeübertragungsrohr Expired DE8213891U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8213891U DE8213891U1 (de) 1982-05-13 1982-05-13 Wärmeübertragungsrohr

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8213891U DE8213891U1 (de) 1982-05-13 1982-05-13 Wärmeübertragungsrohr

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE8213891U1 true DE8213891U1 (de) 1982-10-14

Family

ID=1330201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8213891U Expired DE8213891U1 (de) 1982-05-13 1982-05-13 Wärmeübertragungsrohr

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE8213891U1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2390610A1 (de) 2010-05-27 2011-11-30 Viessmann Werke GmbH & Co. KG Lamellenwärmeübertrager

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2390610A1 (de) 2010-05-27 2011-11-30 Viessmann Werke GmbH & Co. KG Lamellenwärmeübertrager
DE102010021692A1 (de) 2010-05-27 2011-12-01 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Lamellenwärmeübertrager

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1223400B1 (de) Wärmeaustauscherrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10156374C1 (de) Beidseitig strukturiertes Wärmeaustauscherrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1830151B1 (de) Strukturiertes Wärmeaustauscherrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69814904T2 (de) Rippe für einstückigen wärmetauscher und verfahren zu deren herstellung
DE19963353B4 (de) Beidseitig strukturiertes Wärmeaustauscherrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
DE4420756C1 (de) Mehrgängiges Rippenrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69312807T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer rohrförmigen Zahnstange
EP0222100B1 (de) Rippenrohr mit eingekerbtem Nutengrund und Verfahren zu dessen Herstellung
DE2303172B2 (de) Dorn einer Vorrichtung zum gleichzeitigen Erzeugen schraubenförmiger Innen- und Aussenrfppen an Rohren
CH630720A5 (de) Verfahren zum herstellen eines waermetauscherrohres.
DE2758526C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Rippenrohres
EP0102407B1 (de) Rippenrohr mit inneren Vorsprüngen sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung
DE2735762C2 (de) Rippenrohr und Vorrichtung zu dessen Herstellung
DE2803365C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von schraubenförmig verlaufenden Querrippen an einem Rohr durch Walzen
DE1527778A1 (de) Vorrichtung zum Herstellen von Rippenrohren
DE2758527C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Rippenrohres
DE2803273A1 (de) Rippenrohr sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung
DE3101534A1 (de) Werkzeug zum einwalzen und aufweiten von rohren, beispielsweise solcher von waermetauschern
DE8213891U1 (de) Wärmeübertragungsrohr
DE2803274A1 (de) Rippenrohr sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung
EP0144460A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragungsrohres
DE3217998A1 (de) Waermeuebertragungsrohr
DD205830A5 (de) Vorrichtung zum wellen von rohren
DE3873829T2 (de) Verfahren zur herstellung eines metallrohres mit spiralrippen.
DE2600821C3 (de) Wärmetauscherwand, insbesondere Wärmetauscherrohr, und Verfahren zu ihrer Herstellung