EP1156294A2 - Tube for evaporative heat exchanger with pores having different size - Google Patents
Tube for evaporative heat exchanger with pores having different size Download PDFInfo
- Publication number
- EP1156294A2 EP1156294A2 EP01111034A EP01111034A EP1156294A2 EP 1156294 A2 EP1156294 A2 EP 1156294A2 EP 01111034 A EP01111034 A EP 01111034A EP 01111034 A EP01111034 A EP 01111034A EP 1156294 A2 EP1156294 A2 EP 1156294A2
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- pores
- tube
- ratio
- teeth
- notched disk
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
- F28F13/187—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
- Y10T29/49391—Tube making or reforming
Definitions
- the invention relates to a metallic heat exchange tube, in particular for Evaporation of liquids from pure substances or mixtures on the outside of the pipe, according to the preamble of claim 1.
- Tube heat exchangers are often used in technology used in which liquids of pure substances or mixtures Evaporate on the outside of the pipe and a brine on the inside of the pipe or cool water. Such devices are referred to as flooded evaporators.
- the present invention relates to structured tubes in which the Heat transfer coefficient is intensified on the outside of the pipe. Because of this the main part of the thermal resistance is often on the inside is shifted, the heat transfer coefficient on the inside in the Usually also be intensified.
- Heat exchanger tubes for shell and tube heat exchangers usually have at least one structured area as well smooth end pieces and possibly smooth intermediate pieces. The smooth end or Intermediate pieces limit the structured areas. So that the pipe easily can be installed in the shell and tube heat exchanger, the outer The diameter of the structured areas must not be larger than the outer diameter of the smooth end and intermediate pieces.
- Fins are finned under integrally rolled finned tubes
- Pipes understood in which the fins are made of the wall material of a smooth pipe were formed.
- Various methods are known with which the channels located between adjacent ribs are closed in such a way that connections between channel and environment in the form of pores or slits stay. These can be used to transport liquid and steam.
- such essentially closed channels are made by bending or folding the rib (US 3,696,861, US 5,054,548), by splitting and Compression of the rib (DE 2,758,526, US 4,577,381), and by notching and compression the rib (US 4,660,630, EP 0.713.072, US 4,216,826).
- JP-OS 63-172.892 describes a method with which separate, large and small cavities are generated. This happens through Widen the rolled rib channels at regular intervals. The single ones Cavities are connected to the outside by pores of different sizes; however, large and small cavities are separated.
- the goal of the JP-OS 63-172.892 is the creation of a structure with different heating surface loads, expressed by wall overheating, work consistently should. The large cavities and pores are intended to prevent the wall from overheating Ensure heat transfer, the small cavities and Pores, however, when the wall overheats. This approach sets again again ahead that a pore size for a given Operating condition (heating surface load, saturation conditions, evaporating Fabric) is optimal.
- JP-OS 54-16.766 a heat exchanger surface with large and proposed small pore openings, the pores being arranged so that all the large pores on one side of the tube and all the small pores on the the other side of the pipe.
- a tube is for the horizontal Installation in a tube bundle provided. However, the installation must be so that the large pores face up and the small pores face down are directed. The liquid is then sucked in through the small pores Steam expelled up through the large pores.
- a predetermined orientation is in the case of large series production of Heat exchangers not feasible, since the pipes are usually through a Rolling process are connected to the apparatus and this rolling process the tube rotates around its axis by an uncontrollable angle.
- the invention has for its object a heat exchanger tube of the above Kind with improved properties regarding heat transfer Evaporation of substances on the outside of the pipe.
- the heat transfer properties are aimed at the properties of the substance to be evaporated and be adaptable to the operating state.
- the size of a single pore can be precisely defined and measured. Due to the manufacturing process and due to tolerances in material and Tool, two arbitrarily selected pores practically never have the same shape and Size.
- the pore size is subject to statistical fluctuations. It is therefore makes sense to divide the pores into size classes according to their size, whereby the pores are grouped around frequency maxima with a finite distribution width. Different sized pores in the sense of the invention should then exist if in the frequency diagram according to FIG. 5 the abscissa values are more adjacent Maxima of the frequency distribution by at least 50% of the smallest pore class distinguish the corresponding abscissa value.
- a suitable image processing system consisting of an optical image acquisition unit and a digital evaluation unit, is used, for example, to determine the pore size and frequency distribution by measurement.
- the pipe surface is captured photographically and the image sorted in grayscale. By appropriately choosing a gray value threshold, the image of the pipe surface is broken down into pore areas and areas of metallic surface. The pore areas are then geometrically measured and digitally evaluated.
- FIG. 5 shows the frequency distribution of the pore size determined using a system of this type on a tube pattern according to the invention (cf. the numerical example discussed later).
- the pore size is characterized by the area of the pore opening, measured in ⁇ m 2 . Two maxima can be seen in the histogram.
- the class of small pores is grouped around the maximum at a pore area A k
- the class of large pores is grouped around the maximum at a pore area A g .
- the values A g and A k can thus be interpreted as the average pore size of the two pore classes.
- the frequency ratio N k / N g (number N k of small pores to number N g of large pores) is denoted by m.
- the channels located between the ribs are through Material of the upper rib areas essentially closed, the so emerging voids are connected to the surrounding space by pores.
- These pores are designed to be of typically two size classes can be classified. According to a regular, repeating scheme follow a certain number of small pores along the channels or several large pores. This structure creates a directional flow in the channels. Liquid is supported through the small pores of capillary pressure is drawn in and wets the channel walls, creating thin films be generated. The steam accumulates in the center of the channel and escapes at the points with the lowest capillary pressure.
- the size ratio A g / A k and the frequency distribution m of the pores are selected so that the steam can escape without too much liquid penetrating into the channels and flooding them, which would bring the thermally very effective thin-layer evaporation to a standstill.
- the vapor pores must be chosen large enough that the vapor is not backed up in the pores.
- Claim 4 is directed to the ratio F k / F g .
- the ratio of the total opening areas must be matched to the properties of the medium used at the operating point.
- This ratio should be proportional to the square root of the density ratio of vapor ⁇ D and liquid ⁇ FI : F k F G ⁇ ⁇ D ⁇ Fl
- the pore structure is related to the properties of the substance used as well as the Operating state, in particular the pressure, adjustable.
- the invention further relates to a method for producing the invention Heat exchange tube.
- the method according to the invention is characterized in that that the notch by large and small arranged on the circumference of the notched disk Teeth is effected; the notched rib tips are up to by radial pressure compressed to the level of the notch.
- Claims 7 to 12 relate to preferred embodiments of the device.
- the integrally rolled finned tube 1 according to FIGS. 1 and 2 has, on the outside of the tube, ribs 2 running helically, between which a groove 3 is formed. Material of the rib tips 2 'is shifted in such a way that the rib interspaces are closed with the formation of channels 4 except for large pores 5 (area A g ) and small pores 6 (area A k ).
- the channels 4 run around with a substantially uniform cross section.
- the finned tube 1 according to the invention is produced by a rolling process (see US Pat. Nos. 1,865,575 / 3,327,512) by means of those shown in FIG Contraption.
- the tool holder 7 are radially adjustable.
- the smooth tube 1 'entering the device in the direction of the arrow is replaced by the Circumferentially arranged, driven rolling tools 8 set in rotation, wherein the axes of the rolling tools 8 run obliquely to the tube axis.
- the rolling tools 8 consist of several side by side in a manner known per se arranged roller disks 11, the diameter of which increases in the direction of the arrow.
- the Centrally arranged rolling tools 8 form the helical shape circumferential ribs 2 from the tube wall of the smooth tube 1 ', the smooth tube 1 'is supported here by a roll dome 12.
- the notched disk 9 shown in FIG. 3 three identical ones follow each small teeth 14 a large tooth 13.
- the notched rib tips are compressed by the compression roller 10, whereby two pore classes, namely the large pores 5 and the small ones Pores 6 arise.
- the large pores 5 are formed at the points which the large teeth 13 of the notched disk 9 have left their imprint.
- the width b at the tip of the small teeth 14 is also the width B entered at the tip of the large teeth 13 and the flank angle ⁇ indicated.
- the phase change from liquid to vapor does not then occur Bubble evaporation, but by thin-film evaporation on the channel walls 15.
- the pore system has two different tasks. The liquid must first be placed in the pipe surface under the outer surface Channels 4 are transported into it. After evaporation, the resultant Steam 17 can escape to the outside.
- in the channels 4 have a higher pressure than in the exterior. This overpressure is corresponding to the vapor pressure curve of the medium to be evaporated by the Overtemperature of the pipe wall set.
- ⁇ means the surface tension and r the radius of curvature of the meniscus surface.
- the radius of curvature r depends on the contact angle ⁇ and the pore shape.
- the following applies to pores 5, 6 with a circular cross section and pore radius R p : p k 2 ⁇ ⁇ ⁇ cos ⁇ R p
- the screw-like circumferential channels 4 have a pitch of 0.5 mm and a total height of 0.75 mm.
- the outer diameter of the tube 1 is approx. 19 mm.
- FIG. 3 shows a schematic illustration of such a notched disk 9.
- No. Score division t Flank angle ⁇ Width b Width B Frequency ratio m 1 0.50 mm 25 ° 0.20 - - 2 0.50 mm 25 ° 0.20 0.40 8: 1 3rd 0.50 mm 25 ° 0.20 0.60 8: 1
- the effect on the external heat transfer coefficient depending on the The heating surface load is exemplary for the refrigerant R-22 at a saturation temperature of 14.4 ° C shown in Figure 6.
- FIG. 5 shows the frequency distribution of the pore size determined on the tube pattern according to the invention.
- the US-PS 4,729,155 relates to adjacent channels through smaller transverse openings are interconnected.
- the present invention refers to closed channels in which a directional flow is present as described above. Cross connections between the channels lead to a disturbance of the directional flow and are therefore not for this concept useful.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein metallisches Wärmeaustauschrohr, insbesondere zur
Verdampfung von Flüssigkeiten aus Reinstoffen oder Gemischen auf der Rohraußenseite,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a metallic heat exchange tube, in particular for
Evaporation of liquids from pure substances or mixtures on the outside of the pipe,
according to the preamble of
Verdampfung tritt in vielen Bereichen der Kälte- und Klimatechnik sowie in der Prozess- und Energietechnik auf. In der Technik werden häufig Rohrbündelwärmeaustauscher verwendet, in denen Flüssigkeiten von Reinstoffen oder Mischungen auf der Rohraußenseite verdampfen und dabei auf der Rohrinnenseite eine Sole oder Wasser abkühlen. Solche Apparate werden als überflutete Verdampfer bezeichnet.Evaporation occurs in many areas of refrigeration and air conditioning technology as well as in process and energy technology. Tube heat exchangers are often used in technology used in which liquids of pure substances or mixtures Evaporate on the outside of the pipe and a brine on the inside of the pipe or cool water. Such devices are referred to as flooded evaporators.
Durch die Intensivierung des Wärmeübergangs auf der Rohraußen- und der Rohrinnenseite lässt sich die Größe der Verdampfer stark reduzieren. Hierdurch nehmen die Herstellungskosten solcher Apparate ab. Außerdem sinkt die notwendige Füllmenge an Kältemittel, die bei den heute überwiegend verwendeten chlorfreien Sicherheitskältemitteln einen nicht zu vernachlässigenden Kostenanteil an den gesamten Anlagekosten ausmachen kann. Bei toxischen oder brennbaren Kältemitteln lässt sich durch eine Reduktion der Füllmenge ferner das Gefahrenpotential herabsetzen. Die heute üblichen Hochleistungsrohre sind etwa um den Faktor drei leistungsfähiger als glatte Rohre gleichen Durchmessers. By intensifying the heat transfer on the outside and inside of the pipe the size of the evaporators can be greatly reduced. Take this through the manufacturing costs of such apparatus. In addition, the necessary one drops The amount of refrigerant used in the chlorine-free products that are mainly used today Safety refrigerants have a not negligible share of the costs can account for total investment costs. With toxic or flammable refrigerants the hazard potential can also be reduced by reducing the filling quantity belittle. Today's high-performance pipes are around a factor of three more powerful than smooth pipes of the same diameter.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf strukturierte Rohre, bei denen der Wärmeübergangskoeffizient auf der Rohraußenseite intensiviert wird. Da hierdurch der Hauptanteil des Wärmedurchgangswiderstandes häufig auf die Innenseite verlagert wird, muss der Wärmeübergangskoeffizient auf der Innenseite in der Regel ebenfalls intensiviert werden. Wärmeaustauscherrohre für Rohrbündelwärmeaustauscher besitzen üblicherweise mindestens einen strukturierten Bereich sowie glatte Endstücke und eventuell glatte Zwischenstücke. Die glatten End- bzw. Zwischenstücke begrenzen die strukturierten Bereiche. Damit das Rohr problemlos in den Rohrbündelwärmeaustauscher eingebaut werden kann, darf der äußere Durchmesser der strukturierten Bereiche nicht größer sein als der äußere Durchmesser der glatten End- und Zwischenstücke.The present invention relates to structured tubes in which the Heat transfer coefficient is intensified on the outside of the pipe. Because of this the main part of the thermal resistance is often on the inside is shifted, the heat transfer coefficient on the inside in the Usually also be intensified. Heat exchanger tubes for shell and tube heat exchangers usually have at least one structured area as well smooth end pieces and possibly smooth intermediate pieces. The smooth end or Intermediate pieces limit the structured areas. So that the pipe easily can be installed in the shell and tube heat exchanger, the outer The diameter of the structured areas must not be larger than the outer diameter of the smooth end and intermediate pieces.
Zur Erhöhung des Wärmeüberganges bei der Verdampfung wird der Vorgang des Blasensiedens intensiviert. Es ist bekannt, dass die Bildung von Blasen an Keimstellen beginnt. Diese Keimstellen sind meist kleine Gas- oder Dampfeinschlüsse. Solche Keimstellen lassen sich bereits durch Aufrauen der Oberfläche erzeugen. Wenn die anwachsende Blase eine bestimmte Größe erreicht hat, löst sie sich von der Oberfläche ab. Wenn im Zuge der Blasenablösung die Keimstelle durch nachströmende Flüssigkeit geflutet wird, wird u.U. der Gas- bzw. Dampfeinschluss durch Flüssigkeit verdrängt. In diesem Fall wird die Keimstelle inaktiviert. Dies lässt sich durch eine geeignete Gestaltung der Keimstellen vermeiden. Hierzu ist es notwendig, dass die Öffnung der Keimstelle kleiner ist als die darunterliegende Kavität, wie z.B. bei hinterschnittenen Strukturen.To increase the heat transfer during evaporation, the process of Bubble boiling intensified. It is known that the formation of bubbles at germ sites begins. These germ sites are mostly small gas or vapor inclusions. Such germ sites can already be created by roughening the surface. When the growing bladder has reached a certain size, it comes off the surface. If in the course of the blister detachment the germ site through inflowing If liquid is flooded, the gas or steam inclusion through Displaced liquid. In this case the germ site is inactivated. This can be done avoid by a suitable design of the germ sites. For this it is necessary that the opening of the germ site is smaller than the cavity below, such as e.g. with undercut structures.
Es ist Stand der Technik, derartige Strukturen auf der Basis von integral gewalzten Rippenrohren herzustellen. Unter integral gewalzten Rippenrohren werden berippte Rohre verstanden, bei denen die Rippen aus dem Wandungsmaterial eines Glattrohres geformt wurden. Hierbei sind verschiedene Verfahren bekannt, mit denen die zwischen benachbarten Rippen befindlichen Kanäle derart verschlossen werden, daß Verbindungen zwischen Kanal und Umgebung in Form von Poren oder Schlitzen bleiben. Durch diese kann der Transport von Flüssigkeit und Dampf erfolgen. Insbesondere werden solche im wesentlichen geschlossene Kanäle durch Umbiegen oder Umlegen der Rippe (US 3.696.861, US 5.054.548), durch Spalten und Stauchen der Rippe (DE 2.758.526, US 4.577.381), und durch Kerben und Stauchen der Rippe (US 4.660.630, EP 0.713.072, US 4.216.826) erzeugt.It is prior art to make such structures on the basis of integrally rolled To manufacture finned tubes. Fins are finned under integrally rolled finned tubes Pipes understood in which the fins are made of the wall material of a smooth pipe were formed. Various methods are known with which the channels located between adjacent ribs are closed in such a way that connections between channel and environment in the form of pores or slits stay. These can be used to transport liquid and steam. In particular, such essentially closed channels are made by bending or folding the rib (US 3,696,861, US 5,054,548), by splitting and Compression of the rib (DE 2,758,526, US 4,577,381), and by notching and compression the rib (US 4,660,630, EP 0.713.072, US 4,216,826).
Die bekannten Schutzrechte zielen darauf ab, eine möglichst gleichmäßige, definierte Kanal- und Porengröße zu erzeugen. In der US-PS 5.054.548 werden je nach dem zu verdampfenden Medium (Hochdruck- oder Niederdruck-Kältemittel) unterschiedlich große optimale Porengrößen angegeben. Diese Betrachtung setzt voraus, dass das Porensystem am besten aus gleich großen Poren aufgebaut wird.The known property rights aim to ensure that the definition is as uniform as possible Generate channel and pore size. In US-PS 5,054,548 each depending on the medium to be evaporated (high-pressure or low-pressure refrigerant) different sized optimal pore sizes specified. This consideration sets assumes that the pore system is best built up from pores of the same size.
In der JP-OS 63-172.892 wird eine Methode beschrieben, mit der voneinander abgeschlossene, große und kleine Kavitäten erzeugt werden. Dies geschieht durch Aufweiten der gewalzten Rippenkanäle in regelmäßigen Abständen. Die einzelnen Kavitäten sind durch verschieden große Poren mit dem Außenraum verbunden; große und kleine Kavitäten sind jedoch voneinander getrennt. Das Ziel der JP-OS 63-172.892 ist die Schaffung einer Struktur, die bei unterschiedlichen Heizflächenbelastungen, ausgedrückt durch die Wandüberhitzung, gleichbleibend funktionieren soll. Die großen Kavitäten und Poren sollen bei hoher Wandüberhitzung den Wärmeübergang sicherstellen, die hiervon abgetrennten kleinen Kavitäten und Poren hingegen bei kleiner Wandüberhitzung. Diese Betrachtungsweise setzt ebenfalls wieder voraus, dass jeweils eine Porengröße für einen gegebenen Betriebszustand (Heizflächenbelastung, Sättigungsbedingungen, verdampfender Stoff) optimal ist. Die Aufweitung der Rippengänge wird durch eine gezahnte Scheibe erreicht, die dicker ist als die Kanalbreite zwischen den Rippen. Hierdurch werden die Rippen an der Aufweitungsstelle nach beiden Seiten weit auseinandergedrückt. In der Folge werden die beiden benachbarten Kanäle an dieser Stelle verschlossen, wodurch einzelne voneinander abgetrennte Kavitäten entstehen. An der Aufweitungsstelle entsteht eine im Verhältnis sehr große Öffnung. JP-OS 63-172.892 describes a method with which separate, large and small cavities are generated. This happens through Widen the rolled rib channels at regular intervals. The single ones Cavities are connected to the outside by pores of different sizes; however, large and small cavities are separated. The goal of the JP-OS 63-172.892 is the creation of a structure with different heating surface loads, expressed by wall overheating, work consistently should. The large cavities and pores are intended to prevent the wall from overheating Ensure heat transfer, the small cavities and Pores, however, when the wall overheats. This approach sets again again ahead that a pore size for a given Operating condition (heating surface load, saturation conditions, evaporating Fabric) is optimal. The widening of the rib channels is through a toothed Disc reached, which is thicker than the channel width between the ribs. Hereby the ribs at the point of expansion are pushed far apart on both sides. As a result, the two adjacent channels are at this point closed, which creates separate cavities. On the expansion site has a relatively large opening.
In der JP-OS 54-16.766 wird eine Wärmeübertrageroberfläche mit großen und kleinen Porenöffnungen vorgeschlagen, wobei die Poren so angeordnet sind, daß sich alle großen Poren auf einer Seite des Rohres und alle kleinen Poren auf der anderen Seite des Rohres befinden. Ein derartiges Rohr ist für den horizontalen Einbau in einen Rohrbündelapparat vorgesehen. Der Einbau muß jedoch so erfolgen, daß die großen Poren nach oben und die kleinen Poren nach unten gerichtet sind. Die Flüssigkeit wird dann durch die kleinen Poren eingesaugt, der Dampf nach oben durch die großen Poren ausgestoßen. Ein derartiger Einbau in einer vorgegebenen Orientierung ist jedoch bei einer Großserienfertigung von Wärmeübertragern nicht durchführbar, da die Rohre üblicherweise durch einen Einwalzvorgang mit dem Apparat verbunden werden und bei diesem Einwalzvorgang das Rohr um ein unkontrollierbares Winkelmaß um seine Achse rotiert. Ferner ist zu berücksichtigen, daß bei diesem Rohrkonzept aus strömungstechnischen Gründen die Kanäle ein sehr großes Volumen besitzen müssen. Dies bedingt nachteilig hohe Rohrgewichte und eine große Schichtdicke der Außenstruktur. Letztgenanntes führt zu einem kleinen inneren Rohrquerschnitt und somit zu unerwünscht hohem Druckabfall des rohrseitig strömenden Mediums.In JP-OS 54-16.766 a heat exchanger surface with large and proposed small pore openings, the pores being arranged so that all the large pores on one side of the tube and all the small pores on the the other side of the pipe. Such a tube is for the horizontal Installation in a tube bundle provided. However, the installation must be so that the large pores face up and the small pores face down are directed. The liquid is then sucked in through the small pores Steam expelled up through the large pores. Such an installation in However, a predetermined orientation is in the case of large series production of Heat exchangers not feasible, since the pipes are usually through a Rolling process are connected to the apparatus and this rolling process the tube rotates around its axis by an uncontrollable angle. It should also be borne in mind that this pipe concept is based on fluid dynamics Reasons the channels must have a very large volume. This causes disadvantageously high pipe weights and a large layer thickness of the outer structure. The latter leads to a small inner tube cross section and thus to an undesirably high pressure drop in the medium flowing on the pipe side.
US 5.597.039 (bzw. US-PS 5.896.660) beschreibt ein Verdampferrohr mit umgebogenen Rippenspitzen, wobei die Rippenspitzen vor dem Umbiegen mit Kerben versehen werden. Hierbei haben jeweils benachbarte Kerben einer Rippe unterschiedliche Form und/oder Größe, so daß ein System von unterschiedlichen Porenöffnungen entsteht. Als entscheidend wird dabei angesehen, daß unmittelbar benachbarte Öffnungen unterschiedlich groß sind. Je nach Betriebszustand, ausgedrückt durch die Heizflächenbelastung, wird die für den Betriebszustand günstigste Porensorte aktiviert sein. Die vielen unterschiedlichen Poren dienen dazu, dem Rohr über einen weiten Bereich von Betriebszuständen gute Verdampfungseigenschaften zu verleihen. Die jeweils nicht aktiven Poren tragen jedoch nicht zum Verdampfungsprozeß bei. Sie reduzieren hingegen die Dichte der aktiven Blasenkeimstellen und können damit die Wärmeübertragungseigenschaften des Rohres sogar verschlechtern.US 5,597,039 (or US Pat. No. 5,896,660) describes an evaporator tube with bent Rib tips, taking the rib tips with notches before bending be provided. Here, adjacent notches of a rib have different ones Shape and / or size, so that a system of different Pore openings arise. It is considered decisive that immediate neighboring openings are of different sizes. Depending on the operating state, expressed by the heating surface load, that for the operating state cheapest pore type must be activated. The many different pores serve it also gives the tube good evaporation properties over a wide range of operating conditions to rent. However, the inactive pores do not wear to the evaporation process. However, they reduce the density of active ones Bladder germ sites and can thus the heat transfer properties of the Pipe even deteriorate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmeaustauscherrohr der genannten Art mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich der Wärmeübertragung bei Verdampfung von Stoffen auf der Rohraussenseite zu erzeugen. Die Wärmeübertragungseigenschaften sollen auf die Eigenschaften des zu verdampfenden Stoffs sowie auf den Betriebszustand anpassbar sein.The invention has for its object a heat exchanger tube of the above Kind with improved properties regarding heat transfer Evaporation of substances on the outside of the pipe. The heat transfer properties are aimed at the properties of the substance to be evaporated and be adaptable to the operating state.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the characterizing features of the
Die Größe einer einzelnen Pore ist exakt definierbar und messtechnisch erfassbar. Aufgrund des Herstellungsverfahrens und bedingt durch Toleranzen in Material und Werkzeug haben zwei beliebig gewählte Poren praktisch nie die gleiche Form und Größe. Die Porengröße unterliegt statistischen Schwankungen. Es ist deshalb sinnvoll, die Poren entsprechend ihrer Größe in Größenklassen einzuteilen, wobei sich die Poren mit einer endlichen Verteilungsbreite um Häufigkeitsmaxima gruppieren. Unterschiedlich große Poren im Sinne der Erfindung sollen dann vorliegen, wenn sich im Häufigkeitsdiagramm nach Fig. 5 die Abszissenwerte benachbarter Maxima der Häufigkeitsverteilung um mindestens 50% des zur kleinsten Porenklasse gehörenden Abszissenwerts unterscheiden.The size of a single pore can be precisely defined and measured. Due to the manufacturing process and due to tolerances in material and Tool, two arbitrarily selected pores practically never have the same shape and Size. The pore size is subject to statistical fluctuations. It is therefore makes sense to divide the pores into size classes according to their size, whereby the pores are grouped around frequency maxima with a finite distribution width. Different sized pores in the sense of the invention should then exist if in the frequency diagram according to FIG. 5 the abscissa values are more adjacent Maxima of the frequency distribution by at least 50% of the smallest pore class distinguish the corresponding abscissa value.
Zur messtechnischen Bestimmung von Porengröße und -häufigkeitsverteilung wird beispielsweise ein geeignetes Bildverarbeitungssystem, bestehend aus optischer Bilderfassungeinheit und digitaler Auswertungseinheit, benutzt. Die Rohroberfläche wird fotografisch erfaßt und das Bild in Graustufen sortiert. Durch geeignete Wahl einer Grauwertschwelle wird das Bild der Rohroberfläche in Porenbereiche und Bereiche metallischer Oberfläche zerlegt. Die Porenbereiche werden dann geometrisch vermessen und digital ausgewertet. In Figur 5 ist die mittels eines derartigen Systems an einem erfindungsgemäßen Rohrmuster ermittelte Häufigkeitsverteilung der Porengröße dargestellt (vgl. das später behandelte Zahlenbeispiel). Die Porengröße ist durch die Fläche der Porenöffnung, gemessen in µm2, charakterisiert. Man erkennt im Histogramm zwei Maxima. Die Klasse der kleinen Poren gruppiert sich um das Maximum bei einer Porenfläche Ak, die Klasse der großen Poren gruppiert sich um das Maximum bei einer Porenfläche Ag. Die Werte Ag und Ak können damit jeweils als die mittlere Porengröße der beiden Porenklassen interpretiert werden. Das Häufigkeitsverhältnis Nk/Ng (Anzahl Nk der kleinen Poren zur Anzahl Ng der großen Poren) wird mit m bezeichnet.A suitable image processing system, consisting of an optical image acquisition unit and a digital evaluation unit, is used, for example, to determine the pore size and frequency distribution by measurement. The pipe surface is captured photographically and the image sorted in grayscale. By appropriately choosing a gray value threshold, the image of the pipe surface is broken down into pore areas and areas of metallic surface. The pore areas are then geometrically measured and digitally evaluated. FIG. 5 shows the frequency distribution of the pore size determined using a system of this type on a tube pattern according to the invention (cf. the numerical example discussed later). The pore size is characterized by the area of the pore opening, measured in µm 2 . Two maxima can be seen in the histogram. The class of small pores is grouped around the maximum at a pore area A k , the class of large pores is grouped around the maximum at a pore area A g . The values A g and A k can thus be interpreted as the average pore size of the two pore classes. The frequency ratio N k / N g (number N k of small pores to number N g of large pores) is denoted by m.
Gemäß der Erfindung werden die zwischen den Rippen befindlichen Kanäle durch Material der oberen Rippenbereiche im wesentlichen verschlossen, wobei die so entstehenden Hohlräume durch Poren mit dem umgebenden Raum verbunden sind. Diese Poren sind so gestaltet, daß sie in typischerweise zwei Größenklassen eingeteilt werden können. Nach einem regelmäßigen, sich wiederholenden Schema folgen entlang der Kanäle auf jeweils eine bestimmte Anzahl kleiner Poren eine oder mehrere große Poren. Durch diese Struktur wird eine gerichtete Strömung in den Kanälen erzeugt. Flüssigkeit wird durch die kleinen Poren mit Unterstützung des Kapillardrucks eingezogen und benetzt die Kanalwände, wodurch dünne Filme erzeugt werden. Der Dampf sammelt sich im Zentrum des Kanals an und entweicht an den Stellen mit dem geringsten Kapillardruck.According to the invention, the channels located between the ribs are through Material of the upper rib areas essentially closed, the so emerging voids are connected to the surrounding space by pores. These pores are designed to be of typically two size classes can be classified. According to a regular, repeating scheme follow a certain number of small pores along the channels or several large pores. This structure creates a directional flow in the channels. Liquid is supported through the small pores of capillary pressure is drawn in and wets the channel walls, creating thin films be generated. The steam accumulates in the center of the channel and escapes at the points with the lowest capillary pressure.
Dies sind die in bestimmten Abständen angeordneten großen Poren. Größenverhältnis Ag/Ak und Häufigkeitsverteilung m der Poren sind so gewählt, dass der Dampf entweichen kann, ohne dass zu viel Flüssigkeit in die Kanäle eindringt und diese flutet, wodurch die wärmetechnisch sehr effektive Dünnschichtverdampfung zum Erliegen käme. Andererseits müssen die Dampfporen groß genug gewählt werden, dass der Dampf nicht in den Poren zurückgestaut wird. These are the large pores arranged at certain intervals. The size ratio A g / A k and the frequency distribution m of the pores are selected so that the steam can escape without too much liquid penetrating into the channels and flooding them, which would bring the thermally very effective thin-layer evaporation to a standstill. On the other hand, the vapor pores must be chosen large enough that the vapor is not backed up in the pores.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2
bis 4. Insbes. Anspruch 4 ist auf das Verhältnis Fk/Fg gerichtet.Preferred embodiments of the invention are the subject of
Für das Verhältnis der gesamten Öffnungsflächen Fk aller kleinen Poren zur gesamten Öffnungsfläche Fg aller großer Poren gilt: For the ratio of the total opening area F k of all small pores to the total opening area F g of all large pores:
Das Verhältnis der gesamten öffnungsflächen muß auf die Eigenschaften des
verwendeten Mediums am Betriebspunkt abgestimmt sein. Hierbei ist bei der
Auslegung der Porengeometrie insbesondere zu berücksichtigen, daß dieses
Verhältnis proportional zur Quadratwurzel aus dem Dichteverhältnis von Dampf ρD
und Flüssigkeit ρFI sein sollte:
Damit ist die Porenstruktur an die Eigenschaften des verwendeten Stoffs sowie den Betriebszustand, insbesondere die Drucklage, anpassbar.So the pore structure is related to the properties of the substance used as well as the Operating state, in particular the pressure, adjustable.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschrohres.The invention further relates to a method for producing the invention Heat exchange tube.
Ausgehend von dem Verfahren nach der US-PS 5.896.660 gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 5 ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet,
daß die Kerbung durch am Umfang der Kerbscheibe angeordnete große und kleine
Zähne bewirkt wird; die gekerbten Rippenspitzen werden durch radialen Druck bis
auf das Niveau der Kerbung gestaucht.Based on the method according to US Pat. No. 5,896,660 according to the preamble
of
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 6 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbscheibe am
Umfang in regelmäßiger Anordnung kleine und große Zähne aufweist, wobei jeweils
auf eine bestimmte Anzahl kleiner Zähne ein großer Zahn oder mehrere große
Zähne folgen und wobei das Verhältnis der Anzahl kleiner Zähne zur Anzahl großer
Zähne m = 12:1 bis 1:5 beträgt; auf die Kerbscheibe folgt eine Stauchrolle.
(Das Verhältnis ist naturgemäß identisch mit m = Nk/Ng.)A device for performing the method according to the preamble of
(The ratio is naturally identical to m = N k / N g .)
Die Ansprüche 7 bis 12 betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiments.
Es zeigt:
-
Figur 1 - schematisch die Oberfläche eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschrohres mit zwei Porenklassen,
-
Figur 2 - eine Vorrichtung zur Herstellung des Wärmeaustauschrohres,
-
Figur 3 - den Teilausschnitt einer Kerbscheibe,
-
Figur 4 - schematisch die gerichtete Dampfströmung entlang eines Rippenkanals,
-
Figur 5 - beispielhaft die Häufigkeitsverteilung von großen und kleinen Poren,
-
Figur 6 - den Wärmeübergangskoeffizienten auf der Rohraußenseite als Funktion der Heizflächenbelastung für drei unterschiedlich gestaltete Porensysteme.
- Figure 1
- schematically the surface of a heat exchange tube according to the invention with two pore classes,
- Figure 2
- a device for producing the heat exchange tube,
- Figure 3
- the partial section of a notched disk,
- Figure 4
- schematically the directional steam flow along a rib channel,
- Figure 5
- exemplary the frequency distribution of large and small pores,
- Figure 6
- the heat transfer coefficient on the outside of the pipe as a function of the heating surface load for three differently designed pore systems.
Das integral gewalzte Rippenrohr 1 nach Figuren 1 und 2 weist auf der Rohraußenseite
schraubenlinienförmig umlaufende Rippen 2 auf, zwischen denen eine
Nut 3 gebildet ist. Material der Rippenspitzen 2' ist derart verlagert, dass die Rippenzwischenräume
unter Ausbildung von Kanälen 4 bis auf große Poren 5 (Fläche
Ag) und kleine Poren 6 (Fläche Ak) geschlossen werden. Die Kanäle 4 laufen mit im
wesentlichen gleichförmigem Querschnitt um.The integrally rolled
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Rippenrohres 1 erfolgt durch einen Walzvorgang
(vgl. US-PSen 1.865.575 / 3.327.512) mittels der in Figur 2 dargestellten
Vorrichtung.The
Es wird eine Vorrichtung verwendet, die aus n = 3 Werkzeughaltern 7 besteht, in die
jeweils ein Walzwerkzeug 8 und mindestens eine nachgeschaltete Kerbscheibe 9
und eine Stauchrolle 10 integriert sind (in Figur 2 ist nur ein Werkzeughalter 7
dargestellt. Es können aber beispielsweise vier oder mehr Werkzeughalter 7
verwendet werden). Die Werkzeughalter 7 sind jeweils um α = 360 °/n versetzt am
Umfang des Rippenrohres angeordnet. Die Werkzeughalter 7 sind radial zustellbar.A device is used which consists of n = 3
Sie sind ihrerseits in einem ortsfesten (nicht dargestellten) Walzkopf angeordnet (nach einer anderen Variante wird das Rohr bei sich drehendem Walzkopf lediglich axial vorgeschoben).For their part, they are arranged in a stationary roller head (not shown) (According to another variant, the tube is only with the rolling head rotating axially advanced).
Das in Pfeilrichtung in die Vorrichtung einlaufende Glattrohr 1' wird durch die am
Umfang angeordneten, angetriebenen Walzwerkzeuge 8 in Drehung versetzt, wobei
die Achsen der Walzwerkzeuge 8 schräg zur Rohrachse verlaufen. Die Walzwerkzeuge
8 bestehen in an sich bekannter Weise aus mehreren nebeneinander
angeordneten Walzscheiben 11, deren Durchmesser in Pfeilrichtung ansteigt. Die
zentrisch angeordneten Walzwerkzeuge 8 formen die schraubenlinienförmig
umlaufenden Rippen 2 aus der Rohrwandung des Glattrohres 1', wobei das Glattrohr
1' hier durch einen Walzdom 12 unterstützt wird.The smooth tube 1 'entering the device in the direction of the arrow is replaced by the
Circumferentially arranged, driven rolling
Die Rippenspitzen 2' werden mittels der Kerbscheibe 9 gekerbt, die gemäß Figur
3 in regelmäßiger Ordnung am Umfang verteilt große und kleine Zähne 13 bzw. 14
aufweist. Bei der in Figur 3 dargestellten Kerbscheibe 9 folgt auf jeweils drei gleichartige
kleine Zähne 14 ein großer Zahn 13.The rib tips 2 'are notched by means of the notched
Abschließend erfolgt das Stauchen der gekerbten Rippenspitzen durch die Stauchrolle
10, wodurch zwei Porenklassen, nämlich die großen Poren 5 und die kleinen
Poren 6,entstehen. Die großen Poren 5 werden dabei an den Stellen gebildet, an
denen die großen Zähne 13 der Kerbscheibe 9 ihren Abdruck hinterlassen haben.Finally, the notched rib tips are compressed by the
In Figur 3 sind zusätzlich die Breite b an der Spitze der kleinen Zähne 14, die Breite
B an der Spitze der großen Zähne 13 eingetragen sowie der Flankenwinkel β
angedeutet.In FIG. 3, the width b at the tip of the
Bringt man die Rohraußenfläche mit einer zu verdampfenden Flüssigkeit in Kontakt
(vgl. Fig. 4), dann wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Kanäle 4 und
der Poren 5, 6 erreicht, dass die Kanalwände 15 von einem Flüssigkeitsfilm 16
benetzt werden.If the outer surface of the pipe is brought into contact with a liquid to be evaporated
(see FIG. 4), then the
Der Phasenwechsel von flüssig nach dampfförmig geschieht dann nicht durch
Blasenverdampfung, sondern durch Dünnschichtverdampfung an den Kanalwänden
15. In diesem Fall hat das Porensystem zwei verschiedene Aufgaben zu erfüllen.
Die Flüssigkeit muss zunächst in die unter der äußeren Rohroberfläche liegenden
Kanäle 4 hineintransportiert werden. Nach der Verdampfung muss der entstandene
Dampf 17 nach außen entweichen können. The phase change from liquid to vapor does not then occur
Bubble evaporation, but by thin-film evaporation on the
Damit der Verdampfungsvorgang aufrechterhalten werden kann, müssen die
gleichen Mengen Flüssigkeit und Dampf 17 in zueinander entgegengesetzten
Richtungen durch die Poren 5,6 transportiert werden. Andernfalls werden die
Kanäle 4 entweder mit Flüssigkeit überflutet oder sie trocknen aus. In beiden Fällen
wird der Verdampfungsvorgang stark beeinträchtigt oder kommt in den Kanälen 4
zum Erliegen.So that the evaporation process can be maintained, the
equal amounts of liquid and
Um den erzeugten Dampf 17 aus den Kanälen 4 transportieren zu können, muß in
den Kanälen 4 ein höherer Druck herrschen als im Außenraum. Dieser Überdruck
wird entsprechend der Dampfdruckkurve des zu verdampfenden Mediums durch die
Übertemperatur der Rohrwand eingestellt.In order to be able to transport the generated
Üblicherweise werden Flüssigkeiten verwendet, die den Rohrwerkstoff gut benetzen.
Eine derartige Flüssigkeit kann aufgrund des Kapillareffekts durch die Poren 5,
6 in der äußeren Rohroberfläche gegen einen Überdruck in die Kanäle 4 eindringen.
In jeder Pore 5, 6 bildet sich ein Flüssigkeitsmeniskus, an dessen gekrümmter
Oberfläche aufgrund der Oberflächenspannung eine Diskontinuität des Drucks
entsteht. Dieser Druckunterschied wird Kapillardruck pk genannt und ist für kugelförmig
gekrümmte Flüssikeitsoberflächen durch folgenden Zusammenhang bestimmt:
In dieser Gleichung bedeuten σ die Oberflächenspannung und r den Krümmungsradius
der Meniskusoberfläche. Der Krümmungsradius r hängt vom Kontaktwinkel
Θ und der Porenform ab. Für Poren 5, 6 mit kreisförmigem Querschnitt und Porenradius
Rp gilt:
Für Poren 5, 6 mit nicht kreisförmigem Querschnitt lassen sich ähnliche Zusammenhänge
ableiten. Man erkennt, daß sich der größte Kapillardruck an den Poren 6 mit
kleinstem Radius einstellen kann. Die Flüssigkeit dringt also durch die kleinen
Poren 6 in den Kanal 4 ein, bildet an den Kanalwänden 15 einen dünnen Film 16
und verdampft unter Wärmezufuhr. Der Dampf 17 entweicht durch die größeren
Poren 5, da an diesen der Kapillardruck geringer ist. Es bildet sich also eine von
den kleinen Poren 6 hin zu den großen Poren 5 gerichtete Strömung aus. Dies ist
in Figur 4 schematisch dargestellt.Similar relationships can be found for
Damit ausreichend Flüssigkeit in die Kanäle 4 hineintransportiert werden kann,
muss eine ausreichende Menge an möglichst kleinen Poren 6 zur Verfügung
gestellt werden. Gleichzeitig müssen die großen Poren 5 so dimensioniert werden,
daß der Dampf 17 ausreichend schnell entweichen kann und die Kanäle 4 nicht
austrocknen. Die Größe und Häufigkeit der Dampfporen 5 im Verhältnis zu den
kleineren Flüssigkeitsporen 6 sind deshalb äußerst kritische Größen.So that sufficient liquid can be transported into the
Es kann sich als zweckmäßig erweisen, mehr als zwei Größenklassen von Poren zu verwenden. Hierbei dringt die Flüssigkeit immer durch die Poren der kleinsten Klasse in den Kanal ein, während der Dampf durch die größeren entweicht.It may prove useful to have more than two size classes of pores use. The liquid always penetrates through the pores of the smallest Class in the channel, while the steam escapes through the larger ones.
Zahlenbeispiel:
Der Einfluss der Gestaltung des Porensystems auf die Leistungsfähigkeit des
Rohres 1, ausgedrückt durch den Wärmeübergangskoeffizienten auf der Rohraußenseite
in Abhängigkeit der Heizflächenbelastung, soll anhand von drei unterschiedlich
gestalteten Porensystemen aufgezeigt werden.Numerical example:
The influence of the design of the pore system on the performance of the
Die schraubenartig umlaufenden Kanäle 4 weisen eine Teilung von 0,5 mm und
eine Höhe von insges. 0,75 mm auf. Der Außendurchmesser des Rohres 1 beträgt
ca.19 mm. The screw-like
Die geometrischen Daten der verwendeten Kerbscheiben 9 sind in Tabelle 1
zusammengefasst; eine schematische Darstellung einer solchen Kerbscheibe 9
zeigt Figur 3. Je größer die Breite B an der Spitze der großen Zähne 13 ist, desto
größer die ist die Porenfläche der großen Poren 5.
Die Wirkung auf den äußeren Wärmeübergangskoeffizienten in Abhängigkeit der Heizflächenbelastung ist exemplarisch für das Kältemittel R-22 bei 14,4 °C Sättigungstemperatur in Figur 6 dargestellt.The effect on the external heat transfer coefficient depending on the The heating surface load is exemplary for the refrigerant R-22 at a saturation temperature of 14.4 ° C shown in Figure 6.
Im Vergleich zu einer Kerbscheibe 9 mit gleichbleibender Zahnbreite (siehe Nr. 1),
d.h. Poren mit gleicher Größe, erhält man bei Kerbscheibe Nr. 2 eine Verbesserung
des Wärmeübergangs um ca. 30 %.In comparison to a notched
In Figur 5 ist die an dem erfindungsgemäßen Rohrmuster ermittelte Häufigkeitsverteilung
der Porengröße dargestellt. Die Klasse der kleinen Poren 6 gruppiert sich
um das Maximum bei einer Porenfläche von ca. Ak = 30000 µm2, die Klasse der
großen Poren 5 gruppiert sich um das Maximum bei einer Porenfläche von ca.
Ag = 75000 µm2.FIG. 5 shows the frequency distribution of the pore size determined on the tube pattern according to the invention. The class of
Vergrößert man die Dampfporen 5 weiter, wie bei Kerbscheibe Nr. 3, so erhält man
gegenüber den gleichmäßigen Poren einen um 25 bis 45 % verringerten Wärmeübergangskoeffizienten
auf der Rohraußenseite. In diesem Fall sind die Dampfporen
5 zu groß, die Kanäle 4 werden mit Flüssigkeit geflutet und die Dünnfilmverdampfung
bricht zusammen.If the steam pores 5 are enlarged further, as in the case of notched disk No. 3, the result is
compared to the uniform pores a heat transfer coefficient reduced by 25 to 45%
on the outside of the pipe. In this case, the
Es zeigt sich, dass die Abmessungen der Poren 5, 6 sowie die Häufigkeit der
größeren Dampfporen 5 entscheidenden Einfluss auf die Funktion und damit die
Leistungsfähigkeit der Struktur haben.It can be seen that the dimensions of the
Die vorliegenden Beobachtungen ergeben, dass weniger die Kanalgröße, sondern vielmehr die Porengröße für die Funktion und damit den Wärmeübergang maßgebend sind. Durch die fehlende Aufweitung der Kanäle (vgl. JP-OS 63-172.892, dortige Figur 5 und 7) werden jeweils benachbarte Kanäle nicht in negativer Weise beeinflusst.The present observations show that the channel size is less rather, the pore size is decisive for the function and thus the heat transfer are. Due to the lack of widening of the channels (see JP-OS 63-172.892, Figures 5 and 7 there) are not adjacent channels in a negative manner influenced.
Die US-PS 4.729.155 bezieht sich auf nebeneinander liegende Kanäle, die durch kleinere Queröffnungen miteinander verbunden sind. Die vorliegende Erfindung bezieht sich jedoch auf abgeschlossene Kanäle, in denen eine gerichtete Strömung vorliegt, wie oben beschrieben. Querverbindungen zwischen den Kanälen führen zu einer Störung der gerichteten Strömung und sind daher für dieses Konzept nicht brauchbar.The US-PS 4,729,155 relates to adjacent channels through smaller transverse openings are interconnected. The present invention however, refers to closed channels in which a directional flow is present as described above. Cross connections between the channels lead to a disturbance of the directional flow and are therefore not for this concept useful.
Claims (12)
wobei die Kanäle (4) mit im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt umlaufen und nach außen abwechselnd durch Poren (5, 6) mit mindestens zwei unterschiedlichen Größen geöffnet sind,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
the channels (4) having a substantially uniform cross-section and being alternately open to the outside through pores (5, 6) with at least two different sizes,
characterized by the following features:
gekennzeichnet durch:
characterized by :
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
characterized by the following features:
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10024682A DE10024682C2 (en) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | Heat exchanger tube for evaporation with different pore sizes |
DE10024682 | 2000-05-18 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1156294A2 true EP1156294A2 (en) | 2001-11-21 |
EP1156294A3 EP1156294A3 (en) | 2002-05-22 |
EP1156294B1 EP1156294B1 (en) | 2005-01-05 |
Family
ID=7642719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP01111034A Expired - Lifetime EP1156294B1 (en) | 2000-05-18 | 2001-05-08 | Tube for evaporative heat exchanger with pores having different size |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6457516B2 (en) |
EP (1) | EP1156294B1 (en) |
JP (1) | JP4766503B2 (en) |
DE (2) | DE10024682C2 (en) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7073572B2 (en) * | 2003-06-18 | 2006-07-11 | Zahid Hussain Ayub | Flooded evaporator with various kinds of tubes |
US7575046B2 (en) * | 2003-09-18 | 2009-08-18 | Rochester Institute Of Technology | Methods for stabilizing flow in channels and systems thereof |
CA2605966A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Wolverine Tube, Inc. | Heat transfer surface for electronic cooling |
US20080101022A1 (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-01 | Honeywell International Inc. | Micro-fluidic cooling apparatus with phase change |
CN100498187C (en) * | 2007-01-15 | 2009-06-10 | 高克联管件(上海)有限公司 | Evaporation and condensation combined type heat-transfer pipe |
US20080236803A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Wolverine Tube, Inc. | Finned tube with indentations |
CN101338987B (en) * | 2007-07-06 | 2011-05-04 | 高克联管件(上海)有限公司 | Heat transfer pipe for condensation |
DE102008013929B3 (en) * | 2008-03-12 | 2009-04-09 | Wieland-Werke Ag | Metallic heat exchanger pipe i.e. integrally rolled ribbed type pipe, for e.g. air-conditioning and refrigeration application, has pair of material edges extending continuously along primary grooves, where distance is formed between edges |
US9844807B2 (en) * | 2008-04-16 | 2017-12-19 | Wieland-Werke Ag | Tube with fins having wings |
US9038710B2 (en) * | 2008-04-18 | 2015-05-26 | Wieland-Werke Ag | Finned tube for evaporation and condensation |
US20110300050A1 (en) * | 2010-06-08 | 2011-12-08 | Memc Electronic Materials, Inc. | Trichlorosilane Vaporization System |
US11073340B2 (en) * | 2010-10-25 | 2021-07-27 | Rochester Institute Of Technology | Passive two phase heat transfer systems |
DE102011121733A1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Wieland-Werke Ag | Evaporator tube with optimized external structure |
JP2014072265A (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Hitachi Ltd | Cooling system, and electronic device using the same |
DE102014002829A1 (en) * | 2014-02-27 | 2015-08-27 | Wieland-Werke Ag | Metallic heat exchanger tube |
WO2016053325A1 (en) * | 2014-10-01 | 2016-04-07 | Georgia Tech Research Corporation | Evaporation cooling devices and systems and methods of removing heat from hot spots |
JP1541385S (en) * | 2015-05-21 | 2016-01-12 | ||
EP3104418B8 (en) * | 2015-06-08 | 2018-04-04 | Meyer Burger (Germany) GmbH | Method and device for texturing a silicon surface |
US9945618B1 (en) * | 2017-01-04 | 2018-04-17 | Wieland Copper Products, Llc | Heat transfer surface |
KR101832432B1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-02-26 | 한국과학기술원 | Plate pulsating heat spreader with artificial cavities |
JP7444715B2 (en) * | 2020-06-30 | 2024-03-06 | 古河電気工業株式会社 | Heat transfer member and cooling device having heat transfer member |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1865575A (en) | 1928-11-30 | 1932-07-05 | Wolverine Tube Company | Apparatus for manufacturing integral finned tubing |
US3327512A (en) | 1964-12-28 | 1967-06-27 | Calumet & Hecla | Fine pitch finned tubing and method of producing the same |
US3696861A (en) | 1970-05-18 | 1972-10-10 | Trane Co | Heat transfer surface having a high boiling heat transfer coefficient |
JPS5416766A (en) | 1977-07-08 | 1979-02-07 | Hitachi Ltd | Boiling heat transfer wall |
DE2758526A1 (en) | 1977-12-28 | 1979-07-05 | Wieland Werke Ag | FIBER TUBE AND THE METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION THEREOF |
US4216826A (en) | 1977-02-25 | 1980-08-12 | Furukawa Metals Co., Ltd. | Heat transfer tube for use in boiling type heat exchangers and method of producing the same |
US4577381A (en) | 1983-04-01 | 1986-03-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Boiling heat transfer pipes |
US4660630A (en) | 1985-06-12 | 1987-04-28 | Wolverine Tube, Inc. | Heat transfer tube having internal ridges, and method of making same |
JPS63172892A (en) | 1987-01-12 | 1988-07-16 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Heat transfer pipe for evaporation and its manufacture |
US5054548A (en) | 1990-10-24 | 1991-10-08 | Carrier Corporation | High performance heat transfer surface for high pressure refrigerants |
EP0713072A2 (en) | 1994-11-17 | 1996-05-22 | Carrier Corporation | Heat transfer tube |
US5597039A (en) | 1994-03-23 | 1997-01-28 | High Performance Tube, Inc. | Evaporator tube |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5325379B2 (en) * | 1974-10-21 | 1978-07-26 | ||
JPS5237260A (en) * | 1975-09-19 | 1977-03-23 | Hitachi Cable Ltd | Boiling heat-conducting wall |
US4313248A (en) * | 1977-02-25 | 1982-02-02 | Fukurawa Metals Co., Ltd. | Method of producing heat transfer tube for use in boiling type heat exchangers |
JPS53105751A (en) * | 1977-02-25 | 1978-09-14 | Furukawa Metals Co | Heat transfer tube for boiling type heat exchanger and method of fabricating the same |
US4179911A (en) * | 1977-08-09 | 1979-12-25 | Wieland-Werke Aktiengesellschaft | Y and T-finned tubes and methods and apparatus for their making |
JPS5835394A (en) * | 1981-08-28 | 1983-03-02 | Hitachi Ltd | Heat-exchanging wall and production thereof |
JPS5942486U (en) * | 1982-09-08 | 1984-03-19 | 株式会社神戸製鋼所 | Heat exchanger tubes for boiling type heat exchangers |
JPS5984095A (en) * | 1982-11-04 | 1984-05-15 | Hitachi Ltd | Heat exchanging wall |
US4653163A (en) * | 1984-09-14 | 1987-03-31 | Hitachi, Ltd. | Method for producing a heat transfer wall for vaporizing liquids |
JPS61208496A (en) * | 1985-03-12 | 1986-09-16 | Hitachi Cable Ltd | Evaporation heat transfer wall |
US5203404A (en) * | 1992-03-02 | 1993-04-20 | Carrier Corporation | Heat exchanger tube |
DE4404357C2 (en) * | 1994-02-11 | 1998-05-20 | Wieland Werke Ag | Heat exchange tube for condensing steam |
DE4420756C1 (en) * | 1994-06-15 | 1995-11-30 | Wieland Werke Ag | Ribbed heat exchanger tube |
-
2000
- 2000-05-18 DE DE10024682A patent/DE10024682C2/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-04-19 JP JP2001120753A patent/JP4766503B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-08 EP EP01111034A patent/EP1156294B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-08 DE DE50105008T patent/DE50105008D1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-17 US US09/859,789 patent/US6457516B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1865575A (en) | 1928-11-30 | 1932-07-05 | Wolverine Tube Company | Apparatus for manufacturing integral finned tubing |
US3327512A (en) | 1964-12-28 | 1967-06-27 | Calumet & Hecla | Fine pitch finned tubing and method of producing the same |
US3696861A (en) | 1970-05-18 | 1972-10-10 | Trane Co | Heat transfer surface having a high boiling heat transfer coefficient |
US4216826A (en) | 1977-02-25 | 1980-08-12 | Furukawa Metals Co., Ltd. | Heat transfer tube for use in boiling type heat exchangers and method of producing the same |
JPS5416766A (en) | 1977-07-08 | 1979-02-07 | Hitachi Ltd | Boiling heat transfer wall |
DE2758526A1 (en) | 1977-12-28 | 1979-07-05 | Wieland Werke Ag | FIBER TUBE AND THE METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION THEREOF |
US4577381A (en) | 1983-04-01 | 1986-03-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Boiling heat transfer pipes |
US4660630A (en) | 1985-06-12 | 1987-04-28 | Wolverine Tube, Inc. | Heat transfer tube having internal ridges, and method of making same |
JPS63172892A (en) | 1987-01-12 | 1988-07-16 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Heat transfer pipe for evaporation and its manufacture |
US5054548A (en) | 1990-10-24 | 1991-10-08 | Carrier Corporation | High performance heat transfer surface for high pressure refrigerants |
US5597039A (en) | 1994-03-23 | 1997-01-28 | High Performance Tube, Inc. | Evaporator tube |
US5896660A (en) | 1994-03-23 | 1999-04-27 | High Performance Tube, Inc. | Method of manufacturing an evaporator tube |
EP0713072A2 (en) | 1994-11-17 | 1996-05-22 | Carrier Corporation | Heat transfer tube |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1156294B1 (en) | 2005-01-05 |
US20020000312A1 (en) | 2002-01-03 |
DE50105008D1 (en) | 2005-02-10 |
DE10024682C2 (en) | 2003-02-20 |
US6457516B2 (en) | 2002-10-01 |
JP4766503B2 (en) | 2011-09-07 |
EP1156294A3 (en) | 2002-05-22 |
JP2002022385A (en) | 2002-01-23 |
DE10024682A1 (en) | 2001-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1156294B1 (en) | Tube for evaporative heat exchanger with pores having different size | |
DE10101589C1 (en) | Heat exchanger tube and process for its production | |
DE4404357C2 (en) | Heat exchange tube for condensing steam | |
DE69302668T2 (en) | Heat exchanger tube | |
DE3332282C2 (en) | Heat exchange tube | |
DE69525594T2 (en) | Heat exchange tube | |
DE69526907T2 (en) | Heat exchange tube | |
DE19628280C2 (en) | Heat transfer tube with a grooved inner surface | |
DE69101619T2 (en) | High performance heat transfer surface for high pressure coolant. | |
DE3650648T2 (en) | Condenser with a small hydraulic diameter flow path. | |
DE10156374C1 (en) | Heat exchange tube structured on both sides has inner fins crossed by secondary grooves at specified rise angle | |
EP2216615B1 (en) | Heat transfer tube and method for its production | |
DE19963353B4 (en) | Heat exchanger tube structured on both sides and method for its production | |
DE60021509T2 (en) | Evaporator with improved condensate drain | |
DE69425899T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING A SURFACE WITH ALTERNATING RISES AND DEPTHS, AND TOOL FOR IMPLEMENTING THE METHOD | |
EP2795233B1 (en) | Evaporator pipe with optimised external structure | |
CH630720A5 (en) | Method for producing a waermetauscherrohres. | |
EP3111153B1 (en) | Metal heat exchanger tube | |
EP0541927B1 (en) | Evaporative heat exchanger | |
DE69802353T2 (en) | AIR COOLED CONDENSER | |
DE10210016B9 (en) | Heat exchange tube with a ribbed inner surface | |
DE3035306C2 (en) | Steam condenser | |
EP4237782B1 (en) | Metal heat exchanger tube | |
CH646511A5 (en) | Waermeuebertragungsrohr and method for producing. | |
EP0687878B1 (en) | Evaporative cooling tower |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20010508 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI |
|
PUAL | Search report despatched |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013 |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI |
|
AKX | Designation fees paid |
Designated state(s): DE FR GB IT |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20040203 |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
GRAS | Grant fee paid |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE FR GB IT |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: IE Ref legal event code: FG4D Free format text: GERMAN |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 50105008 Country of ref document: DE Date of ref document: 20050210 Kind code of ref document: P |
|
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) |
Effective date: 20050418 |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
ET | Fr: translation filed | ||
26N | No opposition filed |
Effective date: 20051006 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 16 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 17 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 18 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20200414 Year of fee payment: 20 Ref country code: DE Payment date: 20200531 Year of fee payment: 20 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 20200429 Year of fee payment: 20 Ref country code: IT Payment date: 20200414 Year of fee payment: 20 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R071 Ref document number: 50105008 Country of ref document: DE |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: PE20 Expiry date: 20210507 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION Effective date: 20210507 |