EP1830151A1 - Structured heat exchanger and method for its production - Google Patents

Structured heat exchanger and method for its production Download PDF

Info

Publication number
EP1830151A1
EP1830151A1 EP07002793A EP07002793A EP1830151A1 EP 1830151 A1 EP1830151 A1 EP 1830151A1 EP 07002793 A EP07002793 A EP 07002793A EP 07002793 A EP07002793 A EP 07002793A EP 1830151 A1 EP1830151 A1 EP 1830151A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
rolling
grooves
ribs
mandrel
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
Application number
EP07002793A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1830151B1 (en
Inventor
Markus Revermann
Jean Dr. El Hajal
Andreas Dr. Beutler
Andreas Schwitalla
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
Publication of EP1830151A1 publication Critical patent/EP1830151A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1830151B1 publication Critical patent/EP1830151B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • 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
    • B21C37/20—Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls
    • B21C37/207—Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls with helical guides
    • 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
    • F28F1/422—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 with outside means integral with the tubular element and inside means integral with the tubular element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08—Microstrips; Strip lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/08—Strip line resonators

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger tube having at least one region structured on the inside of the tube and a method for the production thereof.
  • Heat transfer occurs in many areas of refrigeration and air conditioning technology as well as in process and energy technology. For heat transfer tube bundle heat exchangers are often used in these areas. In many applications, a liquid flows on the inner side of the pipe, which is cooled or heated depending on the direction of the heat flow. The heat is released or withdrawn from the medium located on the tube outside.
  • One or both sides structured heat exchanger tubes for tube bundle heat exchangers usually have at least one structured area and smooth end pieces and possibly smooth spacers.
  • the smooth end or intermediate pieces limit the structured areas. So that the tube can be easily installed in the tube bundle heat exchanger, the outer diameter of the structured areas should not be greater than the outer Diameter of the smooth end and intermediate pieces.
  • Integrally rolled finned tubes are understood to mean finned tubes in which the fins have been formed from the material of the wall of a smooth tube.
  • finned tubes on the inside of the tube have a multiplicity of axially parallel or helically encircling ribs which increase the internal surface and improve the heat transfer coefficient on the inside of the tube.
  • the finned tubes On the outside, have annular or helical circumferential ribs.
  • the paraxial or helically encircling inner ribs can be provided with grooves, as in the document DE 101 56 374 C1 is described. It is important that the dimensions of the inner and outer structures of the finned tube can be adjusted independently of one another by the use of profiled mandrels disclosed therein to produce the inner fins and grooves. This allows the structures on the outside and inside to be adapted to the respective requirements and thus the tube can be designed.
  • the object of the present invention is to develop internal structures of heat exchanger tubes of the aforementioned type so that a comparison with already known pipes, a further increase in performance is achieved.
  • the weight proportion of the inner structure should not be higher than the total weight of the tube than with conventional, helical inner ribs of constant cross-section. Furthermore, a greater increase in pressure loss should be avoided.
  • the dimensions of the inner and the outer structure of the finned tube should be independently adjustable.
  • the invention is based on the consideration that in a heat exchanger tube separated by parallel primary grooves inner ribs are crossed by secondary grooves.
  • This internal structure is crossed by Tertiärnuten running at a pitch angle ⁇ 3, measured against the tube axis.
  • ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 it is common to always name the acute angles with respect to the pipe axis.
  • a crossed inner structure is formed by an opposite rotation of the secondary and tertiary grooves. Consequently, in the same direction circumferential secondary and tertiary grooves, the angles ⁇ 2 and ⁇ 3 are different in magnitude.
  • the secondary and tertiary grooves may differ in at least one of the following features: notch depth T, pitch P, notch opening angle ⁇ .
  • the depth T of the secondary and tertiary grooves is measured from the tip of the inner fin in the radial direction.
  • the pitch P is the shortest distance between adjacent parallel grooves created by the same mandrel and is a measure of the rib pitch.
  • the groove opening angle ⁇ is the angle of the grooves present on the profiled mandrel, with which the secondary or tertiary grooves of the internal ribbing be generated.
  • the particular advantage is that the introduction of the Tertiärnuten an inner structure of single notched inner ribs with a helical superstructure arises. As a result, additional fluid is forced through the fluid flowing through the tube, which leads to a further increase in the internal heat transfer. This increase in performance exceeds the influence of increasing pressure loss as a result of vortex formation. It will be appreciated that the addition of tertiary grooves does not increase the weight fraction of the internal structure by merely displacing the material over the total weight of the tube. Thus, the weight fraction of the inner structure of the total weight of the tube is not higher than in conventional, helical inner ribs of constant cross-section.
  • the area structured on the inside of the pipe can differ in pitch P2 of the secondary grooves and pitch P3 of the tertiary grooves.
  • the helical superstructure is configured. It is further preferred that the pitch P2 of the secondary grooves is smaller than the pitch P3 of the tertiary grooves.
  • the secondary grooves are closer together than the tertiary grooves, whereby the effect on the vortex formation can be adjusted according to the fluid used and in particular its viscosity.
  • the region structured on the inside of the pipe can differ in the groove opening angle ⁇ 2 of the secondary grooves and ⁇ 3 of the tertiary grooves. This influences in particular the slopes of the rib flanks structured by the secondary and tertiary grooves.
  • the pitch angle of the flanks substantially influences the flow behavior of the fluid passed during operation.
  • the region structured on the inside of the pipe can differ in the notch depth T2 of the secondary grooves and T3 of the tertiary grooves.
  • the notch depth T2 of Secondary grooves are smaller than the notch depth T3 of the tertiary grooves.
  • the invention is based on the consideration that in order to produce a structured heat exchanger tube with the proposed tertiary grooves in the inner grooves provided with secondary grooves, the rolling tool for forming the outer ribs is constructed in at least three spaced-apart roll disk packages. These rolling disk packages produce helically encircling outer ribs and at the same time provide for the advancement of the pipe required for structuring.
  • the inner structure is formed by three differently profiled mandrels. The first mandrel supports the tube in the forming area under the first roll disk package and initially forms helical circumferential or axially parallel inner ribs, these inner ribs initially having a constant cross-section.
  • the second mandrel supports the tube in the forming area below the second larger diameter roll disk package and shapes the secondary grooves into the previously formed helical or paraxial ribs.
  • the third rolling mandrel generates the tertiary grooves in the previously produced inner structure consisting of the single-notched ribs under the third rolling disk package.
  • the depths of the secondary and tertiary grooves are determined essentially by the choice of the diameter of the three mandrels.
  • an integer multiple of the pitch of the outer ribs can be set as the spacing of the deformation regions.
  • the outer diameter of the second rolling mandrel can be selected smaller than the outer diameter of the first rolling mandrel.
  • the outer diameter of the third rolling mandrel can be selected smaller than the outer diameter of the second rolling mandrel. In this diameter gradation of the mandrels of the embossing process is ensured in the radial direction.
  • the depths T2 and T3 of the secondary and tertiary grooves can be adjusted by selecting the diameter of the mandrels and by selecting the diameter of the respective largest rolling disks of the three rolling tools. This indicates that the entire material flow on the inside and outside of the tube is to be optimized by the corresponding use of the external rolling tools and the inner mandrels.
  • the integrally rolled finned tube 1 has, on the outside of the tube, continuous external ribs 6 running around the circumference in a helical continuous manner.
  • the production of the finned tube according to the invention is carried out by a rolling process by means of the rolling device shown in Fig. 1.
  • the axis of a tool holder 80 is simultaneously the axis of the three associated rolling tools 50, 60 and 70, which runs obliquely to the tube axis.
  • the tool holders 80 are each arranged offset by 360 ° / n on the circumference of the finned tube 1.
  • the tool holders 80 are radially deliverable with respect to the tube. They are in turn arranged in a stationary, not shown rolling head. The rolling head is fixed in the skeleton of the rolling device.
  • the rolling tools 50, 60 and 70 each consist of a plurality of juxtaposed rolling disks whose diameter increases in the rolling direction R.
  • the rolling disks of the second rolling tool 60 thus have a larger diameter than the rolling disks of the first rolling tool 50, the rolling disks of the third rolling tool 70 in turn have a larger diameter than the Rolling disks of the second rolling tool 60.
  • the mandrels 10, 20 and 30 are attached to the free end of a roll mandrel 40 and rotatably mounted to each other.
  • the mandrel bar 40 is attached at its other end to the skeleton of the rolling apparatus.
  • the mandrels 10, 20 and 30 are to be positioned in the working area of the rolling tools 50, 60 and 70.
  • the roll bar rod 40 must be at least as long as the finned tube 1 to be produced.
  • the smooth tube 7 is pushed almost completely over the roll mandrels 10, 20 and 30 onto the roll mandrel bar 40 in the case of undelivered rolling dies 50, 60 and 70. Only the part of the smooth tube 7, which is to form the first smooth end piece in the finished finned tube 1, is not pushed over the rolling mandrels 10, 20 and 30.
  • the circumferentially arranged, rotating rolling tools 50, 60 and 70 are delivered radially to the smooth tube 7 and brought into engagement therewith.
  • the smooth tube 7 is thereby rotated. Since the axis of the rolling tools 50, 60 and 70 is inclined to the tube axis, form the rolling tools 50, 60 and 70 helically encircling outer ribs 6 from the tube wall of the smooth tube 7 and simultaneously push the resulting finned tube 1 according to the pitch of the helically encircling outer ribs 6 in Rolling direction R before.
  • the outer ribs 6 preferably run around like a multi-start thread. The distance between the centers of two adjacent outer ribs 6 measured along the tube axis is referred to as rib division.
  • the distances between the three rolling tools 50, 60 and 70 must be adjusted so that the rolling disks of the subsequent rolling tool 60 or 70 engage in the grooves 6c and 6d, respectively, between the ribs 6a and 6a formed by the previous rolling tool 50 and 60, respectively. 6b are. Ideally, these distances are an integer multiple of the pitch of the outer ribs. The following rolling tool 60 or 70 then continues to further form the outer ribs 6a or 6b.
  • the pipe wall is supported by a first profiled rolling mandrel 10, in the forming zone of the second rolling tool 60, the pipe wall is supported by a second profiled rolling mandrel 20 and in the forming zone of the third rolling tool 70, the pipe wall is profiled by the third Walzdorn 30 supports.
  • the axes of the three mandrels 10, 20 and 30 are identical to the axis of the finned tube 1.
  • the mandrels 10, 20 and 30 are profiled differently.
  • the outer diameter of the second rolling mandrel 20 is at most as large as the outer diameter of the first rolling mandrel 10.
  • the outer diameter of the third rolling mandrel 30 is again at most as large as the outer diameter of the second mandrel 20.
  • the outer diameter of the second mandrel 20 is up to 0, 8 mm smaller than the outer diameter of the first rolling mandrel 10
  • the outer diameter of the third rolling mandrel 30 is preferably up to 0.5 mm smaller than the outer diameter of the second mandrel 20.
  • the profile of the mandrels 10, 20 and 30 usually consists of a plurality of trapezoidal grooves 10b, 20b and 30b, which are arranged parallel to each other on the outer surface of the mandrel.
  • the material of the rolling mandrel located between two adjacent grooves 10b, 20b and 30b is referred to as web 10a, 20a or 30a.
  • the webs 10a, 20a or 30a have a substantially trapezoidal cross-section.
  • the opening angle of the grooves are denoted by ⁇ 2 at mandrel 20 and ⁇ 3 at mandrel 30.
  • the grooves 10b and 20b of the first and second mandrels 10 and 20 are usually inclined at an angle of 0 ° to 70 ° to the axis of the mandrel.
  • the grooves 30b of the third rolling mandrel 30 are generally at an angle of 10 ° to 80 °.
  • this angle is denoted by ⁇ 1
  • ⁇ 2 in the case of the second rolling mandrel 20 by ⁇ 2
  • ⁇ 3 in the case of the third rolling mandrel 30, this angle is denoted by ⁇ 3.
  • the angle 0 ° corresponds to the case where the grooves 10b, 20b or 30b are parallel to the axis of the mandrels 10, 20 or 30. If the angle is different from 0 °, the grooves 10b, 20b or 30b are helical. Helical grooves can be left-handed or right-handed oriented. In Fig. 1, the case is shown that the first rolling mandrel 10 left handed grooves 10b, the second and the third rolling mandrel 20 and 30 right-hand grooves 20b and 30b have.
  • the inner structure thus produced is shown in FIG. 2 on the basis of a schematic partial view.
  • the depth T3 of the Tertiärnuten 5 is greater than the depth T2 of the secondary grooves 4.
  • the twist directions of the secondary 4 and Tertiärnuten 5 differ in magnitude, but not in the direction.
  • Figure 3 is based on a photograph of an inner structure in which the depth T3 of the Tertiärnuten 5 is greater than the depth T2 of the secondary grooves 4, the helix angle of the secondary 4 and 5 Tertiärnuten are the same direction, but they differ in their amount.
  • the corresponding pitch angle ⁇ 1, ⁇ 2 or ⁇ 3 of the mandrels 10, 20 or 30 must be different.
  • the three mandrels 10, 20 and 30 are rotatably mounted to each other.
  • inner ribs 2a which run around the circumference in a continuous helical manner, are formed on the inner surface of the finned tube 1.
  • Primary grooves 3 run between two adjacent inner ribs 2a.
  • the inner ribs 2a According to the shape of the grooves 10b of the first rolling mandrel 10, the inner ribs 2a have a trapezoidal cross-section which initially remains constant along the inner rib 2a.
  • the inner ribs 2a are inclined relative to the tube axis by the same angle ⁇ 1 as the grooves 10b to the axis of the first rolling mandrel 1.
  • the height of the finished structured inner ribs 2 is denoted by H and is usually 0.15-0.60 mm.
  • the inner ribs 2a are pressed onto the second rolling mandrel 20. Since the grooves 20b of the second rolling mandrel 20 at a different angle to the mandrel axis and thus at a different angle to the tube axis than the grooves 10b of the first rolling mandrel 10, meet the inner ribs 2a in sections on a groove 20b or a web 20a of the second rolling mandrel 20th In the sections where an inner rib 2a meets a groove 20b, the material of the inner rib 2a is pressed into the groove 20b.
  • the rib material is deformed and are parallel to each other secondary grooves 4, which extend continuously over the circumference, embossed into the inner ribs.
  • the secondary grooves 4 have a groove opening angle which corresponds to the opening angle ⁇ 2 of the second rolling mandrel.
  • the distance of the secondary grooves 4 is referred to as pitch P2.
  • the secondary grooves 4 According to the shape of the webs 20a of the second rolling mandrel 20, the secondary grooves 4 have a trapezoidal cross-section.
  • Secondary grooves 4, which are embossed by the same web 20a in different inner ribs, are arranged in alignment with each other.
  • the angle which the secondary grooves 4 form with the tube axis is equal to the angle ⁇ 2 which the grooves 20 b of the second rolling mandrel 20 enclose with the axis of the second rolling mandrel 20.
  • the single-notched inner ribs 2b are pressed onto the third mandrel 30. Since the geometry of the third rolling mandrel 30 differs from the geometries of the first two mandrels 10 and 20, the single-notched ribs 2b abut in portions a groove 30b or a land 30a of the third rolling mandrel 30. In the sections where the single-notched inner rib 2b encounters a web 30a, the material of the single-notched inner rib 2b is deformed and there are formed parallel Tertiärnuten 5, which extend continuously over the circumference, embossed into the single-notched inner ribs 2b.
  • the Tertiärnuten 5 have a groove opening angle corresponding to the opening angle ⁇ 3 of the third rolling mandrel 30.
  • the distance of the tertiary grooves 5 is referred to as pitch P3.
  • the tertiary grooves 5 have a trapezoidal cross-section. Due to the division of the third mandrel 30, which is greater than the pitch of the first two mandrels 10 and 20, formed by the Tertiärnuten 5 a helical superstructure.
  • the angle formed by the tertiary grooves 5 with the tube axis is equal to the angle ⁇ 3.
  • the depths T2 and T3 of the secondary and tertiary grooves 4 and 5 are measured from the tip of the inner fin 2 in the radial direction.
  • the depths T2 and T3 of the secondary and tertiary grooves 4 and 5 can be varied: the smaller the difference in outer diameter between two adjacent roll mandrels 10 and 20 or 20 and 30, the greater is the notch depth of the generated grooves 4 or 5 of the subsequent roll mandrel 20 or 30.
  • a change in the outside diameter of one of the three mandrels 10, 20 or 30 has not only one Changing the notch depth T2 or T3 of the secondary or Tertiärnuten 4 or 5 result, but usually also causes a change in the height of the outer ribs 6.
  • this effect can be compensated by modifying the structure of the rolling tools 50, 60 and 70.
  • the diameters of the last rolling disks in one of the rolling tools 50, 60 and 70 can be adapted for this purpose.
  • the depth T2 of the secondary grooves 4 should be at least 20% of the height H of the inner fins 2
  • the depth of the Tertiärnuten T3 should be at least 20% of the height H.
  • T3 is greater than T2.
  • Fig. 4 shows schematically a section through the internal structure of Fig. 3 along the line XX.
  • the height ratios between inner ribs 2, primary 3, secondary 4 and tertiary grooves 5 are clearly visible here.
  • the inner structure of the finned tube 1 is provided with additional edges. If liquid flows on the inside of the pipe, additional eddies are created in the liquid at these edges, which improve the heat transfer to the pipe wall.
  • the Tertiärnuten 5 creates a helical superstructure, which creates additional vortex in the liquid flow. These additional vortices achieve a further increase in the internal heat transfer.
  • the description of the manufacturing method according to the invention shows that, due to the multiplicity of tool parameters selectable in this method, the Dimensions of the outer and inner structure can be adjusted independently of each other within wide ranges.
  • the division of the rolling tool of the three spaced rolling tools 50, 60 and 70 allows the depths T2 and T3 of the secondary 4 and tertiary grooves 5 to vary without simultaneously changing the height of the outer ribs 6.
  • Double-sided structured finned tubes for refrigeration and air conditioning are often made of copper or cupronickel. Since in these metals the pure price of the material accounts for a not inconsiderable share of the total cost of the finned tube, it is advantageous that, given a tube diameter, the weight of the tube is as small as possible.
  • the proportion by weight of the internal structure in the total weight is in today commercially available finned tubes depending on the height of the internal structure and thus depending on the performance of 10% to 20%.
  • FIG. 5 shows a diagram which documents the performance advantage of the internal structure according to the invention. Plotted is the improvement of the internal heat transfer of the internal structure of the invention over the only single notched inner structure on the Reynolds number with flow of water.
  • the inner rib height is about 0.3 mm for both tubes.
  • the geometry of the first and second mandrel used is identical for both internal structures.
  • the finned tube with the double-notched inner structure has an advantage of internal heat transfer in the Reynolds range of 20,000 to 60,000 of 8% to 20%.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

The exchanger tube has integral external ribs (6) running around the outside of the tube in a helical-line-shaped manner. Roll mandrels (10, 20, 30) are fitted at a free end of a roll mandrel rod (40) and are mounted rotatably with respect to each other, where the mandrels are to be positioned in a working region of roll tools (50, 60, 70). Tertiary grooves in notched internal ribs (2) of the tube are structured on sides, where the internal ribs are crossed over an entire circumference of the tube by spaced-apart secondary grooves. An independent claim is also included for a method of producing a structured heat exchanger tube.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmeaustauscherrohr mit mindestens einem auf der Rohrinnenseite strukturierten Bereich und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The present invention relates to a heat exchanger tube having at least one region structured on the inside of the tube and a method for the production thereof.

Wärmeübertragung tritt in vielen Bereichen der Kälte- und Klimatechnik sowie in der Prozess- und Energietechnik auf. Zur Wärmeübertragung werden in diesen Gebieten häufig Rohrbündelwärmeaustauscher eingesetzt. In vielen Anwendungen strömt hierbei auf der Rohrinnenseite eine Flüssigkeit, die abhängig von der Richtung des Wärmestroms abgekühlt oder erwärmt wird. Die Wärme wird an das sich auf der Rohraußenseite befindende Medium abgegeben oder diesem entzogen.Heat transfer occurs in many areas of refrigeration and air conditioning technology as well as in process and energy technology. For heat transfer tube bundle heat exchangers are often used in these areas. In many applications, a liquid flows on the inner side of the pipe, which is cooled or heated depending on the direction of the heat flow. The heat is released or withdrawn from the medium located on the tube outside.

Es ist allgemein bekannt, dass in Rohrbündelwärmeaustauschern anstelle von Glattrohren strukturierte Rohre eingesetzt werden. Durch die Strukturen wird der Wärmedurchgang verbessert. Die Wärmestromdichte wird dadurch erhöht und der Wärmeaustauscher kann kompakter gebaut werden. Alternativ kann die Wärmestromdichte beibehalten und die treibende Temperaturdifferenz erniedrigt werden, wodurch eine energieeffizientere Wärmeübertragung möglich ist.It is well known that in tube bundle heat exchangers structured tubes are used instead of smooth tubes. The structures improve the heat transfer. The heat flow density is thereby increased and the heat exchanger can be made more compact. Alternatively, the heat flux density can be maintained and the driving temperature difference lowered, allowing more energy efficient heat transfer.

Ein- oder beidseitig strukturierte Wärmeaustauscherrohre für Rohrbündelwärmeaustauscher besitzen üblicherweise mindestens einen strukturierten Bereich sowie glatte Endstücke und eventuell glatte Zwischenstücke. Die glatten End- oder Zwischenstücke begrenzen die strukturierten Bereiche. Damit das Rohr problemlos in den Rohrbündelwärmeaustauscher eingebaut werden kann, sollte der äußere Durchmesser der strukturierten Bereiche nicht größer sein als der äußere Durchmesser der glatten End- und Zwischenstücke.One or both sides structured heat exchanger tubes for tube bundle heat exchangers usually have at least one structured area and smooth end pieces and possibly smooth spacers. The smooth end or intermediate pieces limit the structured areas. So that the tube can be easily installed in the tube bundle heat exchanger, the outer diameter of the structured areas should not be greater than the outer Diameter of the smooth end and intermediate pieces.

Als strukturierte Wärmeaustauscherrohre werden häufig integral gewalzte Rippenrohre verwendet. Unter integral gewalzten Rippenrohren werden berippte Rohre verstanden, bei denen die Rippen aus dem Material der Wandung eines Glattrohres geformt wurden. In vielen Fällen besitzen Rippenrohre auf der Rohrinnenseite eine Vielzahl von achsparallelen oder schraubenlinienförmig umlaufenden Rippen, die die innere Oberfläche vergrößern und den Wärmeübergangskoeffizient auf der Rohrinnenseite verbessern. Auf ihrer Außenseite besitzen die Rippenrohre ring- oder schraubenförmig umlaufende Rippen.As structured heat exchanger tubes integrally rolled finned tubes are often used. Integrally rolled finned tubes are understood to mean finned tubes in which the fins have been formed from the material of the wall of a smooth tube. In many cases, finned tubes on the inside of the tube have a multiplicity of axially parallel or helically encircling ribs which increase the internal surface and improve the heat transfer coefficient on the inside of the tube. On the outside, the finned tubes have annular or helical circumferential ribs.

In der Vergangenheit wurden viele Möglichkeiten entwickelt, je nach Anwendung den Wärmeübergang auf der Außenseite von integral gewalzten Rippenrohren weiter zu steigern, indem die Rippen auf der Rohraußenseite mit weiteren Strukturmerkmalen versehen werden. Wie beispielsweise aus der Druckschrift US 5,775,411 bekannt, wird bei Kondensation von Kältemitteln auf der Rohraußenseite der Wärmeübergangskoeffizient deutlich erhöht, wenn die Rippenflanken mit zusätzlichen konvexen Kanten versehen werden. Bei Verdampfung von Kältemitteln auf der Rohraußenseite hat es sich als leistungssteigernd erwiesen, die zwischen den Rippen befindlichen Kanäle teilweise zu verschließen, so dass Hohlräume entstehen, die durch Poren oder Schlitze mit der Umgebung verbunden sind. Wie aus zahlereichen Druckschriften bereits bekannt, werden derartige, 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 C2 , US 4,577,381 ), und durch ein Kerben und Stauchen der Rippe ( US 4,660,630 , EP 0 713 072 B1 , US 4,216,826 ) erzeugt.In the past, many possibilities have been developed, depending on the application to further increase the heat transfer on the outside of integrally rolled finned tubes by providing the ribs on the outside of the tube with further structural features. For example, from the document US 5,775,411 As is known, the heat transfer coefficient is significantly increased in the condensation of refrigerants on the outside of the pipe when the rib flanks are provided with additional convex edges. When evaporating refrigerants on the outside of the pipe, it has proven to be performance-enhancing to partially close off the channels located between the ribs so that cavities are created which are connected to the environment through pores or slots. As already known from numerous publications, such essentially closed channels are formed by bending or folding the rib (FIG. US 3,696,861 . US 5,054,548 ), by splitting and compressing the rib ( DE 2 758 526 C2 . US 4,577,381 ), and by notching and swaging the rib ( US 4,660,630 . EP 0 713 072 B1 . US 4,216,826 ) generated.

Die vorstehend genannten Leistungsverbesserungen auf der Rohraußenseite haben zur Folge, dass der Hauptanteil des gesamten Wärmeübergangswiderstands auf die Rohrinnenseite verschoben wird. Dieser Effekt tritt insbesondere bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten auf der Rohrinnenseite, wie beispielsweise beim Teillastbetrieb, auf. Um den gesamten Wärmeübergangswiderstand signifikant zu reduzieren, ist es notwendig, den Wärmeübergangskoeffizient auf der Rohrinnenseite weiter zu erhöhen.The above-mentioned performance improvements on the tube outside have the consequence that the majority of the total heat transfer resistance is shifted to the tube inside. This effect occurs especially at low flow velocities on the tube inside, such as in Part load operation, on. In order to significantly reduce the overall heat transfer resistance, it is necessary to further increase the heat transfer coefficient on the pipe inside.

Um den Wärmeübergang der Rohrinnenseite zu erhöhen, können die achsparallelen oder schraubenlinienförmig umlaufenden Innenrippen mit Nuten versehen werden, wie es in der Druckschrift DE 101 56 374 C1 beschrieben ist. Hierbei ist von Bedeutung, dass durch die dort offen gelegte Verwendung von profilierten Walzdornen zur Erzeugung der Innenrippen und Nuten die Abmessungen der Innen- und der Außenstruktur des Rippenrohres voneinander unabhängig eingestellt werden können. Dadurch können die Strukturen auf der Außen- und Innenseite auf die jeweiligen Anforderungen angepasst und so das Rohr gestaltet werden.In order to increase the heat transfer of the pipe inside, the paraxial or helically encircling inner ribs can be provided with grooves, as in the document DE 101 56 374 C1 is described. It is important that the dimensions of the inner and outer structures of the finned tube can be adjusted independently of one another by the use of profiled mandrels disclosed therein to produce the inner fins and grooves. This allows the structures on the outside and inside to be adapted to the respective requirements and thus the tube can be designed.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, Innenstrukturen von Wärmeaustauscherrohren der vorgenannten Art so weiterzubilden, dass eine gegenüber bereits bekannten Rohre eine weitere Leistungssteigerung erzielt wird.Against this background, the object of the present invention is to develop internal structures of heat exchanger tubes of the aforementioned type so that a comparison with already known pipes, a further increase in performance is achieved.

Dabei sollte der Gewichtsanteil der Innenstruktur am Gesamtgewicht des Rohres nicht höher sein als bei herkömmlichen, schraubenlinienförmigen Innenrippen konstanten Querschnitts. Des Weiteren sollte eine größere Steigerung des Druckverlustes vermieden werden. Dabei sollten die Abmessungen der Innen- und der Außenstruktur des Rippenrohres voneinander unabhängig einstellbar sein.In this case, the weight proportion of the inner structure should not be higher than the total weight of the tube than with conventional, helical inner ribs of constant cross-section. Furthermore, a greater increase in pressure loss should be avoided. The dimensions of the inner and the outer structure of the finned tube should be independently adjustable.

Die Erfindung wird bezüglich eines Wärmeaustauscherrohrs durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung eines Wärmeaustauscherrohrs durch die Merkmale des Anspruchs 8 wiedergegeben. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.The invention is reproduced with respect to a heat exchanger tube by the features of claim 1 and with respect to a method for producing a heat exchanger tube by the features of claim 8. The other dependent claims relate to advantageous embodiments and further developments of the invention.

Die Erfindung schließt ein Wärmeaustauscherrohr mit mindestens einem auf der Rohrinnenseite strukturierten Bereich ein, das folgende Merkmale aufweist:

  1. a) auf der Rohrinnenseite verlaufen integrale Innenrippen der Höhe H achsparallel oder schraubenlinienförmig kontinuierlich über den Umfang unter einem Steigungswinkel β1, gemessen gegen die Rohrachse, unter Bildung von Primärnuten,
  2. b) die Innenrippen werden über den gesamten Rohrumfang von zueinander beabstandeten Sekundärnuten gekreuzt, die parallel zueinander unter einem Steigungswinkel β2, gemessen gegen die Rohrachse, eine Kerbtiefe T2 und einen Nutöffnungswinkel α2 aufweisen,
  3. c) die Innenrippen und die Sekundärnuten werden über den gesamten Rohrumfang von zueinander beabstandeten Tertiärnuten gekreuzt, die parallel zueinander unter einem Steigungswinkel β3, gemessen gegen die Rohrachse, kontinuierlich über den Umfang verlaufen und eine Kerbtiefe T3 und einen Nutöffnungswinkel α3 aufweisen.
The invention includes a heat exchanger tube with at least one region structured on the inside of the tube, which has the following features:
  1. a) on the inner side of the tube, integral inner ribs of height H run parallel to the axis or helically continuously over the circumference at a pitch angle β1, measured against the tube axis, to form primary grooves,
  2. b) the inner ribs are crossed over the entire pipe circumference of spaced-apart secondary grooves which have a notch depth T2 and a groove opening angle α2 parallel to one another at a pitch angle β2, measured against the pipe axis,
  3. c) the inner ribs and the secondary grooves are crossed over the entire tube circumference of spaced Tertiärnuten, parallel to each other at a pitch angle β3, measured against the tube axis, continuously over the circumference and have a notch depth T3 and a groove opening angle α3.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass sich bei einem Wärmeaustauscherrohr die durch parallel verlaufende Primärnuten getrennten Innenrippen durch Sekundärnuten gekreuzt werden. Diese Innenstruktur wird von unter einem Steigungswinkel β3 verlaufenden Tertiärnuten, gemessen gegen die Rohrachse, gekreuzt. Bei den Steigungswinkeln β1, β2 und β3 ist es üblich, immer die spitzen Winkel bezüglich der Rohrachse zu benennen. In diesem Sinne folgt beispielsweise bei betragsmäßig gleichen Winkeln β2 und β3, dass eine gekreuzte Innenstruktur durch einen gegensinnigen Umlauf der Sekundär- und Tertiärnuten ausgebildet wird. Bei gleichsinnig umlaufenden Sekundär- und Tertiärnuten sind folglich die Winkel β2 und β3 im Betrag unterschiedlich. Zusätzlich können sich die Sekundär- und Tertiärnuten in mindestens einem der folgenden Merkmale unterscheiden: Kerbtiefe T, Pitch P, Nutöffnungswinkel α.The invention is based on the consideration that in a heat exchanger tube separated by parallel primary grooves inner ribs are crossed by secondary grooves. This internal structure is crossed by Tertiärnuten running at a pitch angle β3, measured against the tube axis. At the pitch angles β1, β2 and β3, it is common to always name the acute angles with respect to the pipe axis. In this sense, for example, with equal angles β2 and β3 follows that a crossed inner structure is formed by an opposite rotation of the secondary and tertiary grooves. Consequently, in the same direction circumferential secondary and tertiary grooves, the angles β2 and β3 are different in magnitude. In addition, the secondary and tertiary grooves may differ in at least one of the following features: notch depth T, pitch P, notch opening angle α.

Die Tiefe T der Sekundär- und Tertiärnuten wird von der Spitze der Innenrippe aus in radialer Richtung gemessen. Der Pitch P ist der kürzeste Abstand benachbarter, paralleler Nuten, die von dem gleichen Dorn erzeugt werden und ist ein Maß für die Rippenteilung. Der Nutöffnungswinkel α ist der Winkel der am profilierten Dorn vorhandenen Nuten, womit die Sekundär- bzw. Tertiärnuten der Innenberippung erzeugt werden.The depth T of the secondary and tertiary grooves is measured from the tip of the inner fin in the radial direction. The pitch P is the shortest distance between adjacent parallel grooves created by the same mandrel and is a measure of the rib pitch. The groove opening angle α is the angle of the grooves present on the profiled mandrel, with which the secondary or tertiary grooves of the internal ribbing be generated.

Der besondere Vorteil besteht darin, dass durch das Einbringen der Tertiärnuten eine Innenstruktur aus einfach gekerbten Innenrippen mit einer helixförmigen Überstruktur entsteht. Dadurch werden dem durch das Rohr strömenden Fluid zusätzliche Wirbel aufgezwungen, was zu einer weiteren Steigerung des inneren Wärmeübergangs führt. Diese Leistungssteigerung übersteigt den Einfluss des als Folge der Wirbelbildung zunehmenden Druckverlusts. Es ist einsichtig, dass durch das Hinzufügen von Tertiärnuten der Gewichtsanteil der Innenstruktur durch das bloße verdrängen des Materials am Gesamtgewicht des Rohres nicht erhöht wird. Damit ist der Gewichtsanteil der Innenstruktur am Gesamtgewicht des Rohres nicht höher als bei herkömmlichen, schraubenlinienförmigen Innenrippen konstanten Querschnitts.The particular advantage is that the introduction of the Tertiärnuten an inner structure of single notched inner ribs with a helical superstructure arises. As a result, additional fluid is forced through the fluid flowing through the tube, which leads to a further increase in the internal heat transfer. This increase in performance exceeds the influence of increasing pressure loss as a result of vortex formation. It will be appreciated that the addition of tertiary grooves does not increase the weight fraction of the internal structure by merely displacing the material over the total weight of the tube. Thus, the weight fraction of the inner structure of the total weight of the tube is not higher than in conventional, helical inner ribs of constant cross-section.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann sich der auf der Rohrinnenseite strukturierte Bereich im Pitch P2 der Sekundärnuten und Pitch P3 der Tertiärnuten unterscheiden. Hierdurch wird die helixförmige Überstruktur ausgestaltet. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Pitch P2 der Sekundärnuten kleiner als der Pitch P3 der Tertiärnuten ist. Damit liegen die Sekundärnuten enger zusammen als die Tertiärnuten, wodurch die Auswirkung auf die Wirbelbildung entsprechend dem verwendeten Fluid und insbesondere dessen Viskosität angepasst werden können.In a preferred embodiment of the invention, the area structured on the inside of the pipe can differ in pitch P2 of the secondary grooves and pitch P3 of the tertiary grooves. As a result, the helical superstructure is configured. It is further preferred that the pitch P2 of the secondary grooves is smaller than the pitch P3 of the tertiary grooves. Thus, the secondary grooves are closer together than the tertiary grooves, whereby the effect on the vortex formation can be adjusted according to the fluid used and in particular its viscosity.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung können sich der auf der Rohrinnenseite strukturierte Bereich im Nutöffnungswinkel α2 der Sekundärnuten und α3 der Tertiärnuten unterscheiden. Damit werden insbesondere die Steigungen der durch die Sekundär- und Tertiärnuten strukturierten Rippenflanken beeinflusst. Der Steigungswinkel der Flanken beeinflusst wesentlich das Fließverhalten des im Betrieb hindurch geführten Fluids.In a preferred development of the invention, the region structured on the inside of the pipe can differ in the groove opening angle α2 of the secondary grooves and α3 of the tertiary grooves. This influences in particular the slopes of the rib flanks structured by the secondary and tertiary grooves. The pitch angle of the flanks substantially influences the flow behavior of the fluid passed during operation.

Vorzugsweise kann sich der auf der Rohrinnenseite strukturierte Bereich in der Kerbtiefe T2 der Sekundärnuten und T3 der Tertiärnuten unterscheiden. Dabei kann bei dem auf der Rohrinnenseite strukturierten Bereich die Kerbtiefe T2 der Sekundärnuten kleiner sein als die Kerbtiefe T3 der Tertiärnuten. Hierdurch findet in erster Linie eine Überprägung der durch die Sekundärnuten gekerbten integralen Innenrippen statt.Preferably, the region structured on the inside of the pipe can differ in the notch depth T2 of the secondary grooves and T3 of the tertiary grooves. In this case, in the structured on the inside of the tube area the notch depth T2 of Secondary grooves are smaller than the notch depth T3 of the tertiary grooves. As a result, overprinting of the integral inner ribs notched by the secondary grooves takes place in the first place.

Vorteilhafterweise können auf der Rohraußenseite integrale Außenrippen achsparallel oder schraubenlinienförmig umlaufen. Für diesen Fall schließt ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Wärmeaustauscherrohres ein, mit auf der Rohraußenseite schraubenlinienförmig umlaufenden und auf der Rohrinnenseite achsparallel oder schraubenlinienförmig verlaufenden, integralen, d.h. aus der Rohrwandung herausgearbeiteten Außen rippen und Innenrippen, die von Sekundärnuten und von Tertiärnuten gekreuzt und gekerbt werden, bei dem folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden:

  1. a) auf der Außenseite eines Glattrohres werden in einem ersten Umformbereich schraubenlinienförmig verlaufende Außenrippen geformt, indem das Rippenmaterial durch Verdrängen von Material aus der Rohrwandung mittels eines ersten Walzschritts gewonnen wird und das entstehende Rippenrohr durch die Walzkräfte in Drehung versetzt und entsprechend den entstehenden schraubenlinienförmigen Rippen vorgeschoben wird, wobei die Außenrippen mit ansteigender Höhe aus dem sonst unverformten Glattrohr ausgeformt werden,
  2. b) die Rohrwandung wird im ersten Umformbereich durch einen im Rohr liegenden ersten Walzdorn abgestützt, der drehbar gelagert und profiliert ist, wodurch die Innenrippen ausgebildet werden,
  3. c) in einem zweiten Walzschritt werden die Außenrippen in einem vom ersten Umformbereich beabstandeten zweiten Umformbereich mit weiter ansteigender Höhe ausgebildet und die Innenrippen mit Sekundärnuten versehen, wobei die Rohrwandung im zweiten Umformbereich durch einen im Rohr liegenden zweiten Walzdorn abgestützt wird, der ebenfalls drehbar und profiliert ausgebildet ist, dessen Profilierung sich aber von der Profilierung des ersten Walzdorns hinsichtlich des Betrages oder der Orientierung des Drallwinkels unterscheidet.
  4. d) in einem dritten Walzschritt werden die Außenrippen in einem vom zweiten Umformbereich beabstandeten dritten Umformbereich mit weiter ansteigender Höhe ausgebildet und die Innenrippen mit Tertiärnuten versehen, wobei die Rohrwandung im dritten Umformbereich durch einen im Rohr liegenden dritten Walzdorn abgestützt wird, der ebenfalls drehbar und profiliert ausgebildet ist, und sich dessen Profilierung aber von der Profilierung des ersten Walzdorns und des zweiten Walzdorns hinsichtlich des Betrages und/oder der Orientierung des Drallwinkels unterscheidet.
Advantageously, on the outside of the tube integral external ribs can rotate axially parallel or helically. In this case, another aspect of the invention includes a method for producing a structured heat exchanger tube, with on the tube outside helically encircling and on the inside of the tube axially parallel or helically extending, integral, ie machined out of the tube wall outer ribs and inner ribs of secondary grooves and of Tertiärnuten be crossed and notched, be carried out in the following process steps:
  1. a) on the outside of a smooth tube helical outer ribs are formed in a first Umformbereich by the fin material is obtained by displacing material from the tube wall by means of a first rolling step and the resulting finned tube by the rolling forces in rotation and advanced according to the resulting helical ribs is, with the outer ribs are formed with increasing height from the otherwise undeformed smooth tube,
  2. b) the tube wall is supported in the first forming area by a first rolling mandrel located in the tube, which is rotatably mounted and profiled, whereby the inner ribs are formed,
  3. c) in a second rolling step, the outer ribs are formed in a spaced from the first forming region second forming region with further increasing height and the inner ribs provided with secondary grooves, wherein the tube wall is supported in the second forming region by a second rolling mandrel lying in the tube, which also rotates and profiled is formed, but the profiling of which differs from the profiling of the first rolling mandrel with respect to the amount or the orientation of the helix angle.
  4. d) in a third rolling step, the outer ribs are formed in a spaced from the second forming portion third forming region with further increasing height and the inner ribs provided with Tertiärnuten, wherein the tube wall is supported in the third forming area by a third rolling mandrel lying in the tube, which is also rotatable and profiled is formed, and its profile but different from the profiling of the first rolling mandrel and the second rolling mandrel with respect to the amount and / or orientation of the helix angle.

Die Erfindung geht bezüglich des Herstellungsverfahrens von der Überlegung aus, dass zur Erzeugung eines strukturierten Wärmeaustauscherrohres mit den vorgeschlagenen Tertiärnuten in den mit Sekundärnuten versehenden Innenrippen das Walzwerkzeug zur Formung der Außenrippen in mindestens drei voneinander beabstandeten Walzscheibenpaketen aufgebaut wird. Diese Walzscheibenpakete erzeugen schraubenförmig umlaufende Außenrippen und sorgen gleichzeitig für den zur Strukturierung benötigten Vorschub des Rohres. Die Innenstruktur wird durch drei unterschiedlich profilierte Walzdorne geformt. Der erste Walzdorn unterstützt das Rohr im Umformbereich unter dem ersten Walzscheibenpaket und formt zunächst schraubenlinienförmig umlaufende oder achsparallele Innenrippen, wobei diese Innenrippen zunächst einen konstanten Querschnitt aufweisen. Der zweite Walzdorn unterstützt das Rohr im Umformbereich unter dem zweiten Walzscheibenpaket größeren Durchmessers und formt die Sekundärnuten in die zuvor geformten schraubenförmig umlaufenden bzw. achsparallelen Rippen. Der dritte Walzdorn erzeugt unter dem dritten Walzscheibenpaket die Tertiärnuten in die zuvor erzeugte Innenstruktur bestehend aus den einfach gekerbten Rippen. Die Tiefen der Sekundär- und Tertiärnuten werden im Wesentlichen durch die Wahl der Durchmesser der drei Walzdorne festgelegt.With regard to the production method, the invention is based on the consideration that in order to produce a structured heat exchanger tube with the proposed tertiary grooves in the inner grooves provided with secondary grooves, the rolling tool for forming the outer ribs is constructed in at least three spaced-apart roll disk packages. These rolling disk packages produce helically encircling outer ribs and at the same time provide for the advancement of the pipe required for structuring. The inner structure is formed by three differently profiled mandrels. The first mandrel supports the tube in the forming area under the first roll disk package and initially forms helical circumferential or axially parallel inner ribs, these inner ribs initially having a constant cross-section. The second mandrel supports the tube in the forming area below the second larger diameter roll disk package and shapes the secondary grooves into the previously formed helical or paraxial ribs. The third rolling mandrel generates the tertiary grooves in the previously produced inner structure consisting of the single-notched ribs under the third rolling disk package. The depths of the secondary and tertiary grooves are determined essentially by the choice of the diameter of the three mandrels.

Zu den bereits bezüglich der Wärmeaustauscherrohre genannten Vorteilen der Erfindung treten durch das Herstellungsverfahren weitere Vorteile hinzu, indem die mit den unterschiedlichen Walzwerkzeugen erzielten Abmessungen die Innen- und die Außenstruktur des Rippenrohres voneinander unabhängig einstellbar sind. So können für einen optimalen Wärmedurchgang die Innen- und die Außenstruktur optimal aufeinander abgeglichen werden.In addition to the already mentioned with respect to the heat exchanger tubes advantages of the invention by the manufacturing process further advantages added by the achieved with the different rolling tools dimensions of the interior and the outer structure of the finned tube are independently adjustable. Thus, for optimum heat transfer, the inner and outer structures can be optimally balanced.

Bevorzugt kann als Abstand der Umformbereiche im Wesentlichen ein ganzzahliges Vielfaches der Teilung der Außenrippen eingestellt werden.Preferably, an integer multiple of the pitch of the outer ribs can be set as the spacing of the deformation regions.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Außendurchmesser des zweiten Walzdorns kleiner als der Außendurchmesser des ersten Walzdorns gewählt werden. Vorteilhafterweise kann auch der Außendurchmesser des dritten Walzdorns kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Walzdorns gewählt werden. Bei dieser Durchmesserabstufung der Walzdorne wird der Prägevorgang in radialer Richtung gewährleistet.In an advantageous embodiment of the invention, the outer diameter of the second rolling mandrel can be selected smaller than the outer diameter of the first rolling mandrel. Advantageously, the outer diameter of the third rolling mandrel can be selected smaller than the outer diameter of the second rolling mandrel. In this diameter gradation of the mandrels of the embossing process is ensured in the radial direction.

In weiterer bevorzugter Ausführungsform können die Tiefen T2 und T3 der Sekundär- und Tertiärnuten durch Wahl der Durchmesser der Walzdorne und durch Wahl der Durchmesser der jeweils größten Walzscheiben der drei Walzwerkzeuge eingestellt werden. Dies bringt zu Ausdruck, dass der gesamte Materialfluss auf der Rohrinnen- und Rohraußenseite durch den entsprechenden Einsatz der äußeren Walzwerkzeuge und der inneren Walzdorne zu optimieren ist.In a further preferred embodiment, the depths T2 and T3 of the secondary and tertiary grooves can be adjusted by selecting the diameter of the mandrels and by selecting the diameter of the respective largest rolling disks of the three rolling tools. This indicates that the entire material flow on the inside and outside of the tube is to be optimized by the corresponding use of the external rolling tools and the inner mandrels.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.Further advantages and embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the schematic drawings.

Dabei zeigen:

Fig. 1
schematisch die Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauscherrohres mittels dreier Dorne mit unterschiedlichem Drall und unterschiedlicher Teilung,
Fig. 2
eine schematische Teilansicht der erzeugten Innenstruktur,
Fig. 3
ein Foto einer Innenstruktur,
Fig. 4
schematisch einen Teil des Schnitts durch die Innenstruktur von Fig. 3 entlang der Linie X-X, und
Fig. 5
ein Diagramm, das die Verbesserung des inneren Wärmeübergangs gegenüber den einfach gekerbten Innenrippen über die Reynoldszahl zeigt. Des Weiteren ist das Verhältnis der Druckverluste von der neuen Innenstruktur gegenüber der Innenstruktur ohne Tertiärnuten mit dargestellt.
Showing:
Fig. 1
1 shows schematically the production of a heat exchanger tube according to the invention by means of three mandrels with different swirls and different pitch,
Fig. 2
a schematic partial view of the generated inner structure,
Fig. 3
a photo of an interior structure,
Fig. 4
schematically a part of the section through the inner structure of Fig. 3 along the line XX, and
Fig. 5
a diagram showing the improvement of the internal heat transfer over the single-notched inner ribs on the Reynolds number. Furthermore, the ratio of the pressure losses from the new inner structure with respect to the inner structure without Tertiärnuten is shown.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

Das integral gewalzte Rippenrohr 1 weist auf der Rohraußenseite schraubenlinienförmig kontinuierlich über dem Umfang umlaufende Außenrippen 6 auf. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Rippenrohres erfolgt durch einen Walzvorgang mittels der in Fig. 1 dargestellten Walzvorrichtung.The integrally rolled finned tube 1 has, on the outside of the tube, continuous external ribs 6 running around the circumference in a helical continuous manner. The production of the finned tube according to the invention is carried out by a rolling process by means of the rolling device shown in Fig. 1.

Es wird eine Vorrichtung verwendet, die aus n = 3 oder 4 Werkzeughaltern 80 besteht, in die jeweils mindestens drei von einander beabstandete Walzwerkzeuge mit Walzscheiben 50, 60 und 70 integriert sind. In Fig. 1 ist aus Gründen der Übersicht nur ein Werkzeughalter 80 dargestellt.A device is used which consists of n = 3 or 4 tool holders 80, in each of which at least three spaced-apart rolling tools with rolling disks 50, 60 and 70 are integrated. In FIG. 1, only one tool holder 80 is shown for reasons of clarity.

Die Achse eines Werkzeughalters 80 ist gleichzeitig die Achse der drei zugehörigen Walzwerkzeuge 50, 60 und 70, wobei diese schräg zur Rohrachse verläuft. Die Werkzeughalter 80 sind jeweils um 360°/n versetzt am Umfang des Rippenrohres 1 angeordnet. Die Werkzeughalter 80 sind in Bezug auf das Rohr radial zustellbar. Sie sind ihrerseits in einem ortsfesten, nicht dargestellten Walzkopf angeordnet. Der Walzkopf ist im Grundgerüst der Walzvorrichtung fixiert. Die Walzwerkzeuge 50, 60 und 70 bestehen jeweils aus mehreren nebeneinander angeordneten Walzscheiben, deren Durchmesser in Walzrichtung R ansteigt. Die Walzscheiben des zweiten Walzwerkzeugs 60 haben folglich einen größeren Durchmesser als die Walzscheiben des ersten Walzwerkzeugs 50, die Walzscheiben des dritten Walzwerkzeugs 70 haben wiederum einen größeren Durchmesser als die Walzscheiben des zweiten Walzwerkzeugs 60.The axis of a tool holder 80 is simultaneously the axis of the three associated rolling tools 50, 60 and 70, which runs obliquely to the tube axis. The tool holders 80 are each arranged offset by 360 ° / n on the circumference of the finned tube 1. The tool holders 80 are radially deliverable with respect to the tube. They are in turn arranged in a stationary, not shown rolling head. The rolling head is fixed in the skeleton of the rolling device. The rolling tools 50, 60 and 70 each consist of a plurality of juxtaposed rolling disks whose diameter increases in the rolling direction R. The rolling disks of the second rolling tool 60 thus have a larger diameter than the rolling disks of the first rolling tool 50, the rolling disks of the third rolling tool 70 in turn have a larger diameter than the Rolling disks of the second rolling tool 60.

Ebenfalls Bestandteil der Vorrichtung sind drei profilierte Walzdorne 10, 20 und 30, mit deren Hilfe die Innenstruktur des Rohres erzeugt wird. Die Walzdorne 10, 20 und 30 sind am freien Ende einer Walzdornstange 40 angebracht und zueinander drehbar gelagert. Die Walzdornstange 40 ist an ihrem anderen Ende am Grundgerüst der Walzvorrichtung befestigt. Die Walzdorne 10, 20 und 30 sind im Arbeitsbereich der Walzwerkzeuge 50, 60 und 70 zu positionieren. Die Walzdornstange 40 muss mindestens so lang sein wie das herzustellende Rippenrohr 1. Vor der Bearbeitung wird das Glattrohr 7 bei nicht zugestellten Walzwerkzeugen 50, 60 und 70 nahezu vollständig über die Walzdorne 10, 20 und 30 auf die Walzdornstange 40 geschoben. Lediglich der Teil des Glattrohres 7, der beim fertigen Rippenrohr 1 das erste glatte Endstück bilden soll, wird nicht über die Walzdorne 10, 20 und 30 geschoben.Also part of the device are three profiled mandrels 10, 20 and 30, by means of which the internal structure of the tube is produced. The mandrels 10, 20 and 30 are attached to the free end of a roll mandrel 40 and rotatably mounted to each other. The mandrel bar 40 is attached at its other end to the skeleton of the rolling apparatus. The mandrels 10, 20 and 30 are to be positioned in the working area of the rolling tools 50, 60 and 70. The roll bar rod 40 must be at least as long as the finned tube 1 to be produced. Before machining, the smooth tube 7 is pushed almost completely over the roll mandrels 10, 20 and 30 onto the roll mandrel bar 40 in the case of undelivered rolling dies 50, 60 and 70. Only the part of the smooth tube 7, which is to form the first smooth end piece in the finished finned tube 1, is not pushed over the rolling mandrels 10, 20 and 30.

Zur Bearbeitung des Rohres werden die am Umfang angeordneten, rotierenden Walzwerkzeuge 50, 60 und 70 auf das Glattrohr 7 radial zugestellt und mit diesem in Eingriff gebracht. Das Glattrohr 7 wird dadurch in Drehung versetzt. Da die Achse der Walzwerkzeuge 50, 60 und 70 zur Rohrachse schräg gestellt ist, formen die Walzwerkzeuge 50, 60 und 70 schraubenlinienförmig umlaufenden Außenrippen 6 aus der Rohrwandung des Glattrohrs 7 und schieben gleichzeitig das entstehende Rippenrohr 1 entsprechend der Steigung der schraubenlinienförmig umlaufenden Außenrippen 6 in Walzrichtung R vor. Die Außenrippen 6 laufen vorzugsweise wie ein mehrgängiges Gewinde um. Der längs zur Rohrachse gemessene Abstand der Mitten zweier benachbarter Außenrippen 6 wird als Rippenteilung bezeichnet. Die Abstände zwischen den drei Walzwerkzeugen 50, 60 und 70 müssen so angepasst sein, dass die Walzscheiben des nachfolgenden Walzwerkzeugs 60 bzw. 70 in die Nuten 6c bzw. 6d greifen, die zwischen den vom vorherigen Walzwerkzeug 50 bzw. 60 geformten Rippen 6a bzw. 6b sind. Idealerweise sind diese Abstände ein ganzzahliges Vielfaches der Teilung der Außenrippen. Das folgende Walzwerkzeug 60 oder 70 führt dann die weitere Formung der Außenrippen 6a oder 6b fort.For machining the tube, the circumferentially arranged, rotating rolling tools 50, 60 and 70 are delivered radially to the smooth tube 7 and brought into engagement therewith. The smooth tube 7 is thereby rotated. Since the axis of the rolling tools 50, 60 and 70 is inclined to the tube axis, form the rolling tools 50, 60 and 70 helically encircling outer ribs 6 from the tube wall of the smooth tube 7 and simultaneously push the resulting finned tube 1 according to the pitch of the helically encircling outer ribs 6 in Rolling direction R before. The outer ribs 6 preferably run around like a multi-start thread. The distance between the centers of two adjacent outer ribs 6 measured along the tube axis is referred to as rib division. The distances between the three rolling tools 50, 60 and 70 must be adjusted so that the rolling disks of the subsequent rolling tool 60 or 70 engage in the grooves 6c and 6d, respectively, between the ribs 6a and 6a formed by the previous rolling tool 50 and 60, respectively. 6b are. Ideally, these distances are an integer multiple of the pitch of the outer ribs. The following rolling tool 60 or 70 then continues to further form the outer ribs 6a or 6b.

In der Umformzone des ersten Walzwerkzeugs 50 wird die Rohrwandung durch einen ersten profilierten Walzdorn 10 unterstützt, in der Umformzone des zweiten Walzwerkzeugs 60 wird die Rohrwandung durch einen zweiten profilierten Walzdorn 20 unterstützt und in der Umformzone des dritten Walzwerkzeugs 70 wird die Rohrwandung durch den dritten profilierten Walzdorn 30 unterstützt. Die Achsen der drei Walzdorne 10, 20 und 30 sind identisch mit der Achse des Rippenrohres 1. Die Walzdorne 10, 20 und 30 sind unterschiedlich profiliert. Der Außendurchmesser des zweiten Walzdorns 20 ist höchstens so groß wie der Außendurchmesser des ersten Walzdorns 10. Der Außendurchmesser des dritten Walzdorns 30 ist wiederum höchstens so groß wie der Außendurchmesser des zweiten Dorns 20. Typischerweise ist der Außendurchmesser des zweiten Walzdorns 20 um bis zu 0,8 mm kleiner als der Außendurchmesser des ersten Walzdorns 10, und der Außendurchmesser des dritten Walzdorns 30 ist bevorzugt bis zu 0,5 mm kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Walzdorn 20. Das Profil der Walzdorne 10, 20 und 30 besteht üblicherweise aus einer Vielzahl von trapezförmigen Nuten 10b, 20b und 30b, die parallel zueinander auf der Außenfläche des Dorns angeordnet sind. Das zwischen zwei benachbarten Nuten 10b, 20b und 30b befindliche Material des Walzdorns wird als Steg 10a, 20a oder 30a bezeichnet. Die Stege 10a, 20a oder 30a besitzen einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt. Die Öffnungswinkel der Nuten werden bei Dorn 20 mit α2 und an Dorn 30 mit α3 bezeichnet. Die Nuten 10b und 20b der ersten und zweiten Walzdorne 10 und 20 verlaufen üblicherweise unter einem Winkel von 0° bis 70° zur Achse des Dorns geneigt. Die Nuten 30b des dritten Walzdorns 30 verlaufen in der Regel unter einem Winkel von 10° bis 80°. Beim ersten Walzdorn 10 wird dieser Winkel mit β1, beim zweiten Walzdorn 20 mit β2 und beim dritten Walzdorn 30 wird dieser Winkel mit β3 bezeichnet. Der Winkel 0° entspricht dem Fall, dass die Nuten 10b, 20b oder 30b parallel zur Achse der Walzdorne 10, 20 oder 30 verlaufen. Ist der Winkel von 0° verschieden, verlaufen die Nuten 10b, 20b oder 30b schraubenlinienförmig. Schraubenlinienförmig verlaufende Nuten können linksgängig oder rechtsgängig orientiert sein. In Fig. 1 ist der Fall dargestellt, dass der erste Walzdorn 10 linksgängige Nuten 10b, der zweite und der dritte Walzdorn 20 und 30 rechtsgängige Nuten 20b und 30b aufweisen.In the forming zone of the first rolling tool 50, the pipe wall is supported by a first profiled rolling mandrel 10, in the forming zone of the second rolling tool 60, the pipe wall is supported by a second profiled rolling mandrel 20 and in the forming zone of the third rolling tool 70, the pipe wall is profiled by the third Walzdorn 30 supports. The axes of the three mandrels 10, 20 and 30 are identical to the axis of the finned tube 1. The mandrels 10, 20 and 30 are profiled differently. The outer diameter of the second rolling mandrel 20 is at most as large as the outer diameter of the first rolling mandrel 10. The outer diameter of the third rolling mandrel 30 is again at most as large as the outer diameter of the second mandrel 20. Typically, the outer diameter of the second mandrel 20 is up to 0, 8 mm smaller than the outer diameter of the first rolling mandrel 10, and the outer diameter of the third rolling mandrel 30 is preferably up to 0.5 mm smaller than the outer diameter of the second mandrel 20. The profile of the mandrels 10, 20 and 30 usually consists of a plurality of trapezoidal grooves 10b, 20b and 30b, which are arranged parallel to each other on the outer surface of the mandrel. The material of the rolling mandrel located between two adjacent grooves 10b, 20b and 30b is referred to as web 10a, 20a or 30a. The webs 10a, 20a or 30a have a substantially trapezoidal cross-section. The opening angle of the grooves are denoted by α2 at mandrel 20 and α3 at mandrel 30. The grooves 10b and 20b of the first and second mandrels 10 and 20 are usually inclined at an angle of 0 ° to 70 ° to the axis of the mandrel. The grooves 30b of the third rolling mandrel 30 are generally at an angle of 10 ° to 80 °. In the case of the first rolling mandrel 10, this angle is denoted by β1, in the case of the second rolling mandrel 20 by β2 and in the case of the third rolling mandrel 30, this angle is denoted by β3. The angle 0 ° corresponds to the case where the grooves 10b, 20b or 30b are parallel to the axis of the mandrels 10, 20 or 30. If the angle is different from 0 °, the grooves 10b, 20b or 30b are helical. Helical grooves can be left-handed or right-handed oriented. In Fig. 1, the case is shown that the first rolling mandrel 10 left handed grooves 10b, the second and the third rolling mandrel 20 and 30 right-hand grooves 20b and 30b have.

Die damit erzeugte Innenstruktur ist in Fig.2 anhand einer schematischen Teilansicht dargestellt. Dabei ist die Tiefe T3 der Tertiärnuten 5 größer als die Tiefe T2 der Sekundärnuten 4. Die Drallrichtungen der Sekundär- 4 und Tertiärnuten 5 unterscheiden sich dabei im Betrag, jedoch nicht in der Richtung.The inner structure thus produced is shown in FIG. 2 on the basis of a schematic partial view. The depth T3 of the Tertiärnuten 5 is greater than the depth T2 of the secondary grooves 4. The twist directions of the secondary 4 and Tertiärnuten 5 differ in magnitude, but not in the direction.

In Fig.3 ist anhand einer Fotographie einer Innenstruktur, bei der die Tiefe T3 der Tertiärnuten 5 größer ist als die Tiefe T2 der Sekundärnuten 4, die Drallwinkel der Sekundär- 4 und Tertiärnuten 5 sind dabei gleichsinnig, sie unterscheiden sich aber in ihren Betrag.In Figure 3 is based on a photograph of an inner structure in which the depth T3 of the Tertiärnuten 5 is greater than the depth T2 of the secondary grooves 4, the helix angle of the secondary 4 and 5 Tertiärnuten are the same direction, but they differ in their amount.

Für die Walzdorne mit gleichsinniger Orientierung müssen sich die entsprechenden Steigungswinkel β1, β2 oder β3 der Dorne 10, 20 oder 30 unterscheiden. Die drei Walzdorne 10, 20 und 30 sind zueinander drehbar gelagert.For the mandrels with the same direction orientation, the corresponding pitch angle β1, β2 or β3 of the mandrels 10, 20 or 30 must be different. The three mandrels 10, 20 and 30 are rotatably mounted to each other.

Durch die radialen Kräfte des ersten Walzwerkzeugs 50 wird das Material der Rohrwand in die Nuten 10b des ersten Walzdorns 10 gepresst. Dadurch werden schraubenlinienförmig kontinuierlich über den Umfang umlaufende Innenrippen 2a auf der Innenfläche des Rippenrohres 1 geformt. Zwischen zwei benachbarten Innenrippen 2a verlaufen Primärnuten 3. Entsprechend der Form der Nuten 10b des ersten Walzdorns 10 haben die Innenrippen 2a einen trapezförmigen Querschnitt, der zunächst entlang der Innenrippe 2a konstant bleibt. Die Innenrippen 2a sind gegenüber der Rohrachse um den gleichen Winkel β1 geneigt wie die Nuten 10b zur Achse des ersten Walzdorns 1. Die Höhe der fertig strukturierten Innenrippen 2 wird mit H bezeichnet und beträgt üblicherweise 0,15 - 0,60 mm.Due to the radial forces of the first rolling tool 50, the material of the tube wall is pressed into the grooves 10 b of the first rolling mandrel 10. As a result, inner ribs 2a, which run around the circumference in a continuous helical manner, are formed on the inner surface of the finned tube 1. Primary grooves 3 run between two adjacent inner ribs 2a. According to the shape of the grooves 10b of the first rolling mandrel 10, the inner ribs 2a have a trapezoidal cross-section which initially remains constant along the inner rib 2a. The inner ribs 2a are inclined relative to the tube axis by the same angle β1 as the grooves 10b to the axis of the first rolling mandrel 1. The height of the finished structured inner ribs 2 is denoted by H and is usually 0.15-0.60 mm.

Durch die radialen Kräfte des zweiten Walzwerkzeugs 60 werden die Innenrippen 2a auf den zweiten Walzdorn 20 gepresst. Da die Nuten 20b des zweiten Walzdorns 20 unter einem anderen Winkel zur Dornachse und damit unter einem anderen Winkel zur Rohrachse verlaufen als die Nuten 10b des ersten Walzdorns 10, treffen die Innenrippen 2a abschnittsweise auf eine Nut 20b oder einen Steg 20a des zweiten Walzdorns 20. In den Abschnitten, in denen eine Innenrippe 2a auf eine Nut 20b trifft, wird das Material der Innenrippe 2a in die Nut 20b gepresst. In den Abschnitten, in denen eine Innenrippe 2a auf einen Steg 20a trifft, wird das Rippenmaterial verformt und es werden parallel zueinander verlaufende Sekundärnuten 4, die kontinuierlich über den Umfang verlaufen, in die Innenrippen eingeprägt. Die Sekundärnuten 4 besitzen einen Nutöffnungswinkel der dem Öffnungswinkel α2 des zweiten Walzdorns entspricht. Der Abstand der Sekundärnuten 4 wird als Pitch P2 bezeichnet. Entsprechend der Form der Stege 20a des zweiten Walzdorns 20 haben die Sekundärnuten 4 einen trapezförmigen Querschnitt. Sekundärnuten 4, die vom selben Steg 20a in unterschiedliche Innenrippen eingeprägt werden, sind zueinander fluchtend angeordnet. Der Winkel, den die Sekundärnuten 4 mit der Rohrachse bilden, ist gleich dem Winkel β2, den die Nuten 20b des zweiten Walzdornes 20 mit der Achse des zweiten Walzdornes 20 einschließen.Due to the radial forces of the second rolling tool 60, the inner ribs 2a are pressed onto the second rolling mandrel 20. Since the grooves 20b of the second rolling mandrel 20 at a different angle to the mandrel axis and thus at a different angle to the tube axis than the grooves 10b of the first rolling mandrel 10, meet the inner ribs 2a in sections on a groove 20b or a web 20a of the second rolling mandrel 20th In the sections where an inner rib 2a meets a groove 20b, the material of the inner rib 2a is pressed into the groove 20b. In the Portions in which an inner rib 2a meets a web 20a, the rib material is deformed and are parallel to each other secondary grooves 4, which extend continuously over the circumference, embossed into the inner ribs. The secondary grooves 4 have a groove opening angle which corresponds to the opening angle α2 of the second rolling mandrel. The distance of the secondary grooves 4 is referred to as pitch P2. According to the shape of the webs 20a of the second rolling mandrel 20, the secondary grooves 4 have a trapezoidal cross-section. Secondary grooves 4, which are embossed by the same web 20a in different inner ribs, are arranged in alignment with each other. The angle which the secondary grooves 4 form with the tube axis is equal to the angle β 2 which the grooves 20 b of the second rolling mandrel 20 enclose with the axis of the second rolling mandrel 20.

Durch die radialen Kräfte des dritten Walzwerkzeugs 70 werden die einfach gekerbten Innenrippen 2b auf den dritten Dorn 30 gepresst. Da sich die Geometrie des dritten Walzdorns 30 von den Geometrien der ersten beiden Dorne 10 und 20 unterscheidet, treffen die einfach gekerbten Rippen 2b abschnittsweise auf eine Nut 30b oder einen Steg 30a des dritten Walzdorns 30. In den Abschnitten, in denen die einfach gekerbte Innenrippe 2b auf einen Steg 30a trifft, wird das Material der einfach gekerbten Innenrippe 2b verformt und es werden parallel zueinander verlaufende Tertiärnuten 5 gebildet, die kontinuierlich über den Umfang verlaufen, in die einfach gekerbten Innenrippen 2b eingeprägt. Die Tertiärnuten 5 besitzen einen Nutöffnungswinkel der dem Öffnungswinkel α3 des dritten Walzdorns 30 entspricht. Der Abstand der Tertiärnuten 5 wird als Pitch P3 bezeichnet. Entsprechend der Form der Stege 30a des dritten Walzdorns 30 haben die Tertiärnuten 5 einen trapezförmigen Querschnitt. Aufgrund der Teilung des dritten Dorns 30, die größer ist als die Teilung der ersten beiden Walzdorne 10 und 20, entsteht durch die Tertiärnuten 5 eine helixförmige Überstruktur. Der Winkel, den die Tertiärnuten 5 mit der Rohrachse bilden, ist gleich dem Winkel β3.Due to the radial forces of the third rolling tool 70, the single-notched inner ribs 2b are pressed onto the third mandrel 30. Since the geometry of the third rolling mandrel 30 differs from the geometries of the first two mandrels 10 and 20, the single-notched ribs 2b abut in portions a groove 30b or a land 30a of the third rolling mandrel 30. In the sections where the single-notched inner rib 2b encounters a web 30a, the material of the single-notched inner rib 2b is deformed and there are formed parallel Tertiärnuten 5, which extend continuously over the circumference, embossed into the single-notched inner ribs 2b. The Tertiärnuten 5 have a groove opening angle corresponding to the opening angle α3 of the third rolling mandrel 30. The distance of the tertiary grooves 5 is referred to as pitch P3. According to the shape of the webs 30a of the third rolling mandrel 30, the tertiary grooves 5 have a trapezoidal cross-section. Due to the division of the third mandrel 30, which is greater than the pitch of the first two mandrels 10 and 20, formed by the Tertiärnuten 5 a helical superstructure. The angle formed by the tertiary grooves 5 with the tube axis is equal to the angle β3.

Die Tiefen T2 und T3 der Sekundär- und Tertiärnuten 4 und 5 werden von der Spitze der Innenrippe 2 aus in radialer Richtung gemessen. Durch geeignete Wahl der Außendurchmesser der Walzdorne 10, 20 und 30, sowie durch geeignete Wahl der Außendurchmesser der jeweils größten Walzscheiben der drei Walzwerkzeuge 50, 60 und 70 können die Tiefen T2 und T3 der Sekundär- und Tertiärnuten 4 und 5 variiert werden: Je kleiner der Unterschied im Außendurchmesser zwischen zwei benachbarten Walzdornen 10 und 20 oder 20 und 30 ist, desto größer ist die Kerbtiefe der erzeugten Nuten 4 oder 5 des nachfolgenden Walzdorns 20 oder 30. Eine Änderung des Außendurchmessers von einem der drei Walzdorne 10, 20 oder 30 hat jedoch nicht nur eine Veränderung der Kerbtiefe T2 oder T3 der Sekundär- oder Tertiärnuten 4 oder 5 zur Folge, sondern bewirkt üblicherweise auch eine Veränderung der Höhe der Außenrippen 6. Dieser Effekt kann jedoch kompensiert werden, indem man den Aufbau der Walzwerkzeuge 50, 60 und 70 modifiziert. Insbesondere können hierzu die Durchmesser der letzten Walzscheiben in einem der Walzwerkzeuge 50, 60 und 70 angepasst werden.The depths T2 and T3 of the secondary and tertiary grooves 4 and 5 are measured from the tip of the inner fin 2 in the radial direction. By a suitable choice of Outer diameter of the mandrels 10, 20 and 30, and by a suitable choice of the outer diameter of the largest rolling disks of the three rolling tools 50, 60 and 70, the depths T2 and T3 of the secondary and tertiary grooves 4 and 5 can be varied: the smaller the difference in outer diameter between two adjacent roll mandrels 10 and 20 or 20 and 30, the greater is the notch depth of the generated grooves 4 or 5 of the subsequent roll mandrel 20 or 30. However, a change in the outside diameter of one of the three mandrels 10, 20 or 30 has not only one Changing the notch depth T2 or T3 of the secondary or Tertiärnuten 4 or 5 result, but usually also causes a change in the height of the outer ribs 6. However, this effect can be compensated by modifying the structure of the rolling tools 50, 60 and 70. In particular, the diameters of the last rolling disks in one of the rolling tools 50, 60 and 70 can be adapted for this purpose.

Um die Strömung der im Rohr fließenden Flüssigkeit deutlich zu beeinflussen, sollte die Tiefe T2 der Sekundärnuten 4 mindestens 20 % der Höhe H der Innenrippen 2 betragen, die Tiefe der Tertiärnuten T3 sollte mindestens 20 % der Höhe H betragen. Vorzugsweise ist T3 größer als T2.To significantly influence the flow of liquid flowing in the pipe, the depth T2 of the secondary grooves 4 should be at least 20% of the height H of the inner fins 2, the depth of the Tertiärnuten T3 should be at least 20% of the height H. Preferably, T3 is greater than T2.

Fig. 4 zeigt schematisch einen Schnitt durch die Innenstruktur von Fig. 3 entlang der Linie X-X. Die Höhenverhältnisse zwischen Innenrippen 2, Primär- 3, Sekundär- 4 und Tertiärnuten 5 sind hier deutlich zu erkennen.
Durch die Sekundärnuten 4 wird die Innenstruktur des Rippenrohres 1 mit zusätzlichen Kanten versehen. Strömt Flüssigkeit auf der Innenseite des Rohres, dann entstehen an diesen Kanten zusätzliche Wirbel in der Flüssigkeit, die die Wärmeübertragung auf die Rohrwand verbessern. Durch die Tertiärnuten 5 entsteht eine helixförmige Überstruktur, wodurch in der Flüssigkeitsströmung zusätzliche Wirbel entstehen. Durch diese zusätzlichen Wirbel wird eine weitere Steigerung des inneren Wärmeübergangs erreicht.Fig. 4 shows schematically a section through the internal structure of Fig. 3 along the line XX. The height ratios between inner ribs 2, primary 3, secondary 4 and tertiary grooves 5 are clearly visible here.
By the secondary grooves 4, the inner structure of the finned tube 1 is provided with additional edges. If liquid flows on the inside of the pipe, additional eddies are created in the liquid at these edges, which improve the heat transfer to the pipe wall. Through the Tertiärnuten 5 creates a helical superstructure, which creates additional vortex in the liquid flow. These additional vortices achieve a further increase in the internal heat transfer.

Die Beschreibung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zeigt, dass durch die Vielzahl der bei diesem Verfahren wählbaren Werkzeugparameter die Abmessungen der Außen- und Innenstruktur in weiten Bereichen voneinander unabhängig eingestellt werden können. Insbesondere ermöglicht die Aufteilung des Walzwerkzeugs der drei beabstandeten Walzwerkzeuge 50, 60 und 70 die Tiefen T2 und T3 der Sekundär- 4 und Tertiärnuten 5 zu variieren ohne gleichzeitig die Höhe der Außenrippen 6 zu verändern.The description of the manufacturing method according to the invention shows that, due to the multiplicity of tool parameters selectable in this method, the Dimensions of the outer and inner structure can be adjusted independently of each other within wide ranges. In particular, the division of the rolling tool of the three spaced rolling tools 50, 60 and 70 allows the depths T2 and T3 of the secondary 4 and tertiary grooves 5 to vary without simultaneously changing the height of the outer ribs 6.

Beidseitig strukturierte Rippenrohre für die Kälte- und Klimatechnik werden häufig aus Kupfer oder Kupfernickel hergestellt. Da bei diesen Metallen der reine Materialpreis einen nicht unerheblichen Anteil an den Gesamtkosten des Rippenrohres bedingt, ist es vorteilhaft, dass bei gegebenem Rohrdurchmesser das Gewicht des Rohres möglichst gering ist. Der Gewichtsanteil der Innenstruktur am Gesamtgewicht beträgt bei heutzutage kommerziell erhältlichen Rippenrohren je nach Höhe der Innenstruktur und damit je nach Leistungsfähigkeit 10 % bis 20 %. Durch die erfindungsgemäßen Tertiärnuten 5 in den einfach gekerbten Innenrippen von beidseitig strukturierten Rippenrohren 1 kann die Leistungsfähigkeit derartiger Rohre beträchtlich erhöht werden, ohne dass der Gewichtsanteil der Innenstruktur erhöht wird.Double-sided structured finned tubes for refrigeration and air conditioning are often made of copper or cupronickel. Since in these metals the pure price of the material accounts for a not inconsiderable share of the total cost of the finned tube, it is advantageous that, given a tube diameter, the weight of the tube is as small as possible. The proportion by weight of the internal structure in the total weight is in today commercially available finned tubes depending on the height of the internal structure and thus depending on the performance of 10% to 20%. By virtue of the tertiary grooves 5 according to the invention in the single-notched inner ribs of ribbed tubes 1 structured on both sides, the performance of such tubes can be considerably increased without increasing the proportion by weight of the internal structure.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm, das den Leistungsvorteil der erfindungsgemäßen Innenstruktur dokumentiert. Aufgetragen ist die Verbesserung des inneren Wärmeübergangs der erfindungsgemäßen Innenstruktur gegenüber der nur einfach gekerbten Innenstruktur über die Reynoldszahl bei Strömung von Wasser. Die Innenrippenhöhe beträgt bei beiden Rohren ungefähr 0,3 mm. Die Geometrie des verwendeten ersten und zweiten Dorns ist bei beiden Innenstrukturen identisch. Das Rippenrohr mit der zweifach gekerbten Innenstruktur weist einen Vorteil des inneren Wärmeübergangs im Reynoldsbereich von 20000 bis 60000 von 8 % bis 20 % auf.5 shows a diagram which documents the performance advantage of the internal structure according to the invention. Plotted is the improvement of the internal heat transfer of the internal structure of the invention over the only single notched inner structure on the Reynolds number with flow of water. The inner rib height is about 0.3 mm for both tubes. The geometry of the first and second mandrel used is identical for both internal structures. The finned tube with the double-notched inner structure has an advantage of internal heat transfer in the Reynolds range of 20,000 to 60,000 of 8% to 20%.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wärmeaustauscherrohr / RippenrohrHeat exchanger tube / finned tube
22
Innenrippeninternal ribs
2a2a
Innenrippen nach erstem WalzdornInternal ribs after the first rolling mandrel
2b2 B
Innenrippen nach zweitem WalzdornInternal ribs after second rolling mandrel
33
Primärnutenprimary grooves
44
Sekundärnutensecondary grooves
55
TertiärnutenTertiärnuten
66
Außenrippenexternal ribs
6a6a
Außenrippen nach erstem WalzwerkzeugExternal ribs after the first rolling tool
6b6b
Außenrippen nach zweitem WalzwerkzeugExternal ribs after second rolling tool
6c6c
Nuten der Außenberippung nach erstem WalzwerkzeugGrooves of the outer ribbing after the first rolling tool
6d6d
Nuten der Außenberippung nach zweitem WalzwerkzeugGrooves of the outer ribbing after the second rolling tool
77
Glattrohrsmooth tube
1010
erster Walzdornfirst rolling mandrel
10a10a
Stege des ersten WalzdornsWebs of the first rolling mandrel
10b10b
Nuten des ersten WalzdornsGrooves of the first rolling mandrel
2020
zweiter Walzdornsecond rolling mandrel
20a20a
Stege des zweiten WalzdornsWebs of the second rolling mandrel
20b20b
Nuten des zweiten WalzdornsGrooves of the second rolling mandrel
3030
dritter Walzdornthird rolling pin
30a30a
Stege des dritten WalzdornsWebs of the third rolling mandrel
30b30b
Nuten des dritten WalzdornsGrooves of the third rolling mandrel
4040
WalzdornstangeRoll mandrel rod
5050
erstes Walzwerkzeug mit Walzscheibenfirst rolling tool with rolled discs
6060
zweites Walzwerkzeug mit Walzscheibensecond rolling tool with rolling disks
7070
drittes Walzwerkzeug mit Walzscheibenthird rolling tool with rolled discs
8080
Werkzeughaltertoolholder
α2α2
Nutöffnungswinkel der SekundärnutenSlot opening angle of the secondary grooves
α3α3
Nutöffnungswinkel der TertiärnutenSlot opening angle of the tertiary grooves
β1β1
Steigungswinkel der InnenrippenSlope angle of the inner ribs
β2β2
Steigungswinkel der SekundärnutenPitch angle of the secondary grooves
β3β3
Steigungswinkel der TertiärnutenPitch angle of the tertiary grooves
HH
Höhe der InnenrippenHeight of the inner ribs
T2T2
Kerbtiefe der SekundärnutenNotch depth of the secondary grooves
T3T3
Kerbtiefe der TertiärnutenNotch depth of the tertiary grooves
PP
Teilung der InnennutenDivision of the internal grooves
P2P2
Teilung der SekundärnutenDivision of secondary grooves
P3P3
Teilung der TertiärnutenDivision of tertiary grooves
RR
durch Pfeil vorgegebene Walzrichtungspecified by arrow rolling direction

Claims (12)

Wärmeaustauscherrohr (1) mit mindestens einem auf der Rohrinnenseite strukturierten Bereich, das folgende Merkmale aufweist: a) auf der Rohrinnenseite verlaufen integrale Innenrippen (2) der Höhe H achsparallel oder schraubenlinienförmig kontinuierlich über den Umfang unter einem Steigungswinkel β1, gemessen gegen die Rohrachse, unter Bildung von Primärnuten (3), b) die Innenrippen (2) werden über den gesamten Rohrumfang von zueinander beabstandeten Sekundärnuten (4) gekreuzt, die parallel zueinander unter einem Steigungswinkel β2, gemessen gegen die Rohrachse, eine Kerbtiefe T2 und einen Nutöffnungswinkel α2 aufweisen, c) die Innenrippen (2) und die Sekundärnuten (4) werden über den gesamten Rohrumfang von zueinander beabstandeten Tertiärnuten (5) gekreuzt, die parallel zueinander unter einem Steigungswinkel β3, gemessen gegen die Rohrachse, kontinuierlich über den Umfang verlaufen und eine Kerbtiefe T3 und einen Nutöffnungswinkel α3 aufweisen. Heat exchanger tube (1) with at least one region structured on the inside of the tube, which has the following features: a) on the inner side of the tube, integral inner ribs (2) of height H extend parallel to the axis or helically continuously over the circumference at a pitch angle β1, measured against the tube axis, to form primary grooves (3), b) the inner ribs (2) are crossed over the entire tube circumference by spaced-apart secondary grooves (4), which have a notch depth T2 and a groove opening angle α2 parallel to one another at a pitch angle β2, measured against the tube axis, c) the inner ribs (2) and the secondary grooves (4) are crossed over the entire tube circumference of spaced Tertiärnuten (5), which run parallel to each other at a pitch angle β3, measured against the tube axis, continuously over the circumference and a notch depth T3 and have a groove opening angle α3. Wärmeaustauscherrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der auf der Rohrinnenseite strukturierte Bereich im Pitch P2 der Sekundärnuten und Pitch P3 der Tertiärnuten unterscheidet.Heat exchanger tube according to claim 1, characterized in that the structured on the tube inside area in the pitch P2 of the secondary grooves and pitch P3 of the tertiary grooves differs. Wärmeaustauscherrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pitch P2 der Sekundärnuten (4) kleiner als der Pitch P3 der Tertiärnuten (5) ist.Heat exchanger tube according to claim 2, characterized in that the pitch P2 of the secondary grooves (4) is smaller than the pitch P3 of the tertiary grooves (5). Wärmeaustauscherrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der auf der Rohrinnenseite strukturierte Bereich im Nutöffnungswinkel α2 der Sekundärnuten (4) und α3 der Tertiärnuten (5) unterscheidet.Heat exchanger tube according to one of claims 1 to 3, characterized in that the structured on the pipe inside range in the groove opening angle α2 of the secondary grooves (4) and α3 of the tertiary grooves (5) differs. Wärmeaustauscherrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der auf der Rohrinnenseite strukturierte Bereich in der Kerbtiefe T2 der Sekundärnuten (4) und T3 der Tertiärnuten (5) unterscheidet.Heat exchanger tube according to one of claims 1 to 4, characterized in that the structured on the pipe inside area in the notch depth T2 of the secondary grooves (4) and T3 of the Tertiärnuten (5) differs. Wärmeaustauscherrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem auf der Rohrinnenseite strukturierten Bereich die Kerbtiefe T2 der Sekundärnuten (4) kleiner als die Kerbtiefe T3 der Tertiärnuten (5) ist.Heat exchanger tube according to claim 5, characterized in that in the structured area on the inside of the pipe, the notch depth T2 of the secondary grooves (4) is smaller than the notch depth T3 of the tertiary grooves (5). Wärmeaustauscherrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf dessen Rohraußenseite integrale Außenrippen (6) achsparallel oder schraubenlinienförmig umlaufen.Heat exchanger tube according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the outside of the tube integral outer ribs (6) rotate axially parallel or helically. Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Wärmeaustauscherrohres, nach Anspruch 7, mit auf der Rohraußenseite schraubenlinienförmig umlaufenden und auf der Rohrinnenseite achsparallel oder schraubenlinienförmig verlaufenden, integralen, d. h. aus der Rohrwandung herausgearbeiteten Außenrippen (6) und Innenrippen (2), die von Sekundärnuten (4) und von Tertiärnuten (5) gekreuzt und gekerbt werden, bei dem folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: a) auf der Außenseite eines Glattrohres (7) werden in einem ersten Umformbereich schraubenlinienförmig verlaufende Außenrippen (6a) geformt, indem das Rippenmaterial durch Verdrängen von Material aus der Rohrwandung mittels eines ersten Walzschritts gewonnen wird und das entstehende Rippenrohr durch die Walzkräfte in Drehung versetzt und entsprechend den entstehenden schraubenlinienförmigen Rippen vorgeschoben wird, wobei die Außenrippen (6a) mit ansteigender Höhe aus dem sonst unverformten Glattrohr ausgeformt werden, b) die Rohrwandung wird im ersten Umformbereich durch einen im Rohr liegenden ersten Walzdorn (10) abgestützt, der drehbar gelagert und profiliert ist, wodurch die Innenrippen (2) ausgebildet werden, c) in einem zweiten Walzschritt werden die Außenrippen (6b) in einem vom ersten Umformbereich beabstandeten zweiten Umformbereich mit weiter ansteigender Höhe ausgebildet und die Innenrippen (2) mit Sekundärnuten (4) versehen, wobei die Rohrwandung im zweiten Umformbereich durch einen im Rohr liegenden zweiten Walzdorn (20) abgestützt wird, der ebenfalls drehbar und profiliert ausgebildet ist, dessen Profilierung sich aber von der Profilierung des ersten Walzdorns (10) hinsichtlich des Betrages oder der Orientierung des Drallwinkels unterscheidet. d) in einem dritten Walzschritt werden die Außenrippen (6) in einem vom zweiten Umformbereich beabstandeten dritten Umformbereich mit weiter ansteigender Höhe ausgebildet und die Innenrippen (2) mit Tertiärnuten (5) versehen, wobei die Rohrwandung im dritten Umformbereich durch einen im Rohr liegenden dritten Walzdorn (30) abgestützt wird, der ebenfalls drehbar und profiliert ausgebildet ist, und sich dessen Profilierung aber von der Profilierung des ersten Walzdorns (10) und des zweiten Walzdorns (20) hinsichtlich des Betrages und/oder der Orientierung des Drallwinkels unterscheidet. A process for producing a structured heat exchanger tube, according to claim 7, with on the outside of the tube helically encircling and axially parallel or helically extending on the tube inside, integral, ie machined out of the tube wall outer ribs (6) and inner ribs (2) of secondary grooves (4) and crossed and notched by tertiary grooves (5), in which the following process steps are carried out: a) on the outside of a smooth tube (7) helical outer ribs (6 a) are formed in a first forming region by the rib material is obtained by displacing material from the tube wall by means of a first rolling step and the resulting finned tube by the rolling forces in rotation and according to the resulting helical ribs is advanced, wherein the outer ribs (6a) are formed with increasing height from the otherwise undeformed smooth tube, b) the pipe wall is supported in the first forming area by a first rolling mandrel (10) located in the pipe, which is rotatably mounted and profiled, whereby the inner ribs (2) are formed, c) in a second rolling step, the outer ribs (6b) are formed in a spaced from the first forming region second forming region with further increasing height and the inner ribs (2) provided with secondary grooves (4), wherein the tube wall in the second forming region by a pipe lying in the second Rolling mandrel (20) is supported, which is also designed to be rotatable and profiled, but whose profiling differs from the profiling of the first rolling mandrel (10) in terms of the amount or the orientation of the helix angle. d) in a third rolling step, the outer ribs (6) are formed in a spaced from the second forming area third forming area with further increasing height and the inner ribs (2) provided with Tertiärnuten (5), wherein the pipe wall in the third forming region by a third lying in the pipe Rolling mandrel (30) is supported, which is also designed to be rotatable and profiled, but whose profiling differs from the profiling of the first rolling mandrel (10) and the second rolling mandrel (20) in terms of magnitude and / or orientation of the helix angle. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstand der Umformbereiche im Wesentlichen ein ganzzahliges Vielfaches der Teilung der Außenrippen eingestellt wird.A method according to claim 8, characterized in that is set as the distance of the Umformbereiche substantially an integer multiple of the pitch of the outer ribs. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des zweiten Walzdorns (20) kleiner als der Außendurchmesser des ersten Walzdorns (10) gewählt wird.A method according to claim 8 or 9, characterized in that the outer diameter of the second rolling mandrel (20) is smaller than the outer diameter of the first rolling mandrel (10) is selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des dritten Walzdorns (30) kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Walzdorns (20) gewählt wird.Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the outer diameter of the third rolling mandrel (30) is smaller than the outer diameter of the second rolling mandrel (20) is selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefen T2 und T3 der Sekundär- (4) und Tertiärnuten (5) durch Wahl der Durchmesser der Walzdorne (20, 30) und durch Wahl der Durchmesser der jeweils größten Walzscheiben der drei Walzwerkzeuge (50, 60, 70) eingestellt werden.Method according to one of claims 8 to 11, characterized in that the depths T2 and T3 of the secondary (4) and tertiary grooves (5) by selecting the diameter of the mandrels (20, 30) and by selecting the diameter of the respective largest rolling disks three rolling tools (50, 60, 70) can be adjusted.
EP07002793A 2006-02-22 2007-02-09 Structured heat exchanger and method for its production Active EP1830151B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006008083A DE102006008083B4 (en) 2006-02-22 2006-02-22 Structured heat exchanger tube and method for its production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1830151A1 true EP1830151A1 (en) 2007-09-05
EP1830151B1 EP1830151B1 (en) 2010-03-31

Family

ID=38267642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07002793A Active EP1830151B1 (en) 2006-02-22 2007-02-09 Structured heat exchanger and method for its production

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8857505B2 (en)
EP (1) EP1830151B1 (en)
JP (1) JP5376763B2 (en)
KR (1) KR20070085126A (en)
CN (1) CN101025348A (en)
AT (1) ATE462949T1 (en)
BR (1) BRPI0700587A (en)
DE (2) DE102006008083B4 (en)
ES (1) ES2343653T3 (en)
MX (1) MX2007002102A (en)
PT (1) PT1830151E (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008001435A1 (en) 2008-04-28 2009-10-29 Basf Se Process for transferring heat to a monomeric acrylic acid, acrylic acid-Michael oligomers and acrylic acid polymer dissolved liquid containing
WO2015007386A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Rollwalztechnik Abele + Höltich GmbH Device for machining a workpiece
ITUB20159298A1 (en) * 2015-12-23 2017-06-23 Brembana & Rolle S P A Shell and tube heat exchanger and shell, finned tubes for this exchanger and relative production method.
WO2017207090A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 Wieland-Werke Ag Heat exchanger tube
DE102017105254A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-13 Schmöle GmbH Method for producing a finned tube and a heat exchanger

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813433B (en) * 2010-03-18 2012-10-24 金龙精密铜管集团股份有限公司 Enhanced heat transfer tube for condensation
US20150211807A1 (en) * 2014-01-29 2015-07-30 Trane International Inc. Heat Exchanger with Fluted Fin
CN104101246A (en) * 2014-06-26 2014-10-15 江苏天潭科技材料有限公司 Heat exchange inner thread pipe and production method thereof
US10551130B2 (en) * 2014-10-06 2020-02-04 Brazeway, Inc. Heat transfer tube with multiple enhancements
US10900722B2 (en) 2014-10-06 2021-01-26 Brazeway, Inc. Heat transfer tube with multiple enhancements
US11015878B2 (en) * 2015-12-16 2021-05-25 Carrier Corporation Heat transfer tube for heat exchanger
DE102016006913B4 (en) 2016-06-01 2019-01-03 Wieland-Werke Ag heat exchanger tube
DE102016006914B4 (en) * 2016-06-01 2019-01-24 Wieland-Werke Ag heat exchanger tube
US9945618B1 (en) * 2017-01-04 2018-04-17 Wieland Copper Products, Llc Heat transfer surface
CN110425778A (en) * 2019-07-26 2019-11-08 江苏萃隆精密铜管股份有限公司 A kind of height wing reinforcing condensing heat-exchanging pipe
CA3139673A1 (en) * 2020-12-02 2022-06-02 Carrier Corporation Heat transfer tube for air conditioner application
KR102630282B1 (en) * 2023-02-14 2024-01-29 주식회사성보스텐렌스 High Efficiency Heat Transfer Tube for Heat Exchanger
KR102630284B1 (en) * 2023-04-20 2024-01-29 주식회사성보스텐렌스 Manufacturing method of high-efficiency heat transfer pipe for heat exchanger
KR102630283B1 (en) * 2023-04-20 2024-01-29 주식회사성보스텐렌스 High Efficiency Heat Transfer Tube for Heat Exchanger

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3861462A (en) * 1971-12-30 1975-01-21 Olin Corp Heat exchange tube
EP0607839A1 (en) * 1993-01-22 1994-07-27 Wieland-Werke Ag Heat exchange tube, process for making and use of such a tube
US6056048A (en) * 1998-03-13 2000-05-02 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Falling film type heat exchanger tube
US20020195233A1 (en) * 2001-04-17 2002-12-26 Petur Thors Heat transfer tube with grooved inner surface
DE10156374C1 (en) 2001-11-16 2003-02-27 Wieland Werke Ag Heat exchange tube structured on both sides has inner fins crossed by secondary grooves at specified rise angle
US6675881B1 (en) * 2002-11-07 2004-01-13 Pratt And Whitney Canada Corp. Heat exchanger with fins formed from slots

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3696861A (en) * 1970-05-18 1972-10-10 Trane Co Heat transfer surface having a high boiling heat transfer coefficient
US3906605A (en) * 1973-06-18 1975-09-23 Olin Corp Process for preparing heat exchanger tube
DE2808080C2 (en) * 1977-02-25 1982-12-30 Furukawa Metals Co., Ltd., Tokyo Heat transfer tube for boiling heat exchangers and process for its manufacture
DE2758526C2 (en) * 1977-12-28 1986-03-06 Wieland-Werke Ag, 7900 Ulm Method and device for manufacturing a finned tube
JPS56137095A (en) * 1980-03-28 1981-10-26 Hitachi Cable Ltd Thermal conductive pipe
US4330036A (en) * 1980-08-21 1982-05-18 Kobe Steel, Ltd. Construction of a heat transfer wall and heat transfer pipe and method of producing heat transfer pipe
US4549606A (en) * 1982-09-08 1985-10-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Heat transfer pipe
JPS59119192A (en) * 1982-12-27 1984-07-10 Hitachi Ltd Heat transfer pipe
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
JPS6354976U (en) * 1986-09-25 1988-04-13
JPH02165875A (en) * 1988-12-16 1990-06-26 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat exchanger tube and its manufacture
US5054548A (en) * 1990-10-24 1991-10-08 Carrier Corporation High performance heat transfer surface for high pressure refrigerants
DE4404357C2 (en) * 1994-02-11 1998-05-20 Wieland Werke Ag Heat exchange tube for condensing steam
DE69525594T2 (en) * 1994-11-17 2002-08-22 Carrier Corp Heat exchange tube
US5697430A (en) * 1995-04-04 1997-12-16 Wolverine Tube, Inc. Heat transfer tubes and methods of fabrication thereof
JP3292043B2 (en) * 1995-06-19 2002-06-17 株式会社日立製作所 Heat exchanger
US5992512A (en) * 1996-03-21 1999-11-30 The Furukawa Electric Co., Ltd. Heat exchanger tube and method for manufacturing the same
KR100518695B1 (en) * 1998-03-31 2005-10-05 산요덴키가부시키가이샤 Absorption Type Refrigerator and Heat Transfer Tube Used Therewith
US6336501B1 (en) * 1998-12-25 2002-01-08 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Tube having grooved inner surface and its production method
DE19963353B4 (en) * 1999-12-28 2004-05-27 Wieland-Werke Ag Heat exchanger tube structured on both sides and method for its production
US6760972B2 (en) * 2000-09-21 2004-07-13 Packless Metal Hose, Inc. Apparatus and methods for forming internally and externally textured tubing

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3861462A (en) * 1971-12-30 1975-01-21 Olin Corp Heat exchange tube
EP0607839A1 (en) * 1993-01-22 1994-07-27 Wieland-Werke Ag Heat exchange tube, process for making and use of such a tube
US6056048A (en) * 1998-03-13 2000-05-02 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Falling film type heat exchanger tube
US20020195233A1 (en) * 2001-04-17 2002-12-26 Petur Thors Heat transfer tube with grooved inner surface
DE10156374C1 (en) 2001-11-16 2003-02-27 Wieland Werke Ag Heat exchange tube structured on both sides has inner fins crossed by secondary grooves at specified rise angle
US6675881B1 (en) * 2002-11-07 2004-01-13 Pratt And Whitney Canada Corp. Heat exchanger with fins formed from slots

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008001435A1 (en) 2008-04-28 2009-10-29 Basf Se Process for transferring heat to a monomeric acrylic acid, acrylic acid-Michael oligomers and acrylic acid polymer dissolved liquid containing
WO2015007386A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Rollwalztechnik Abele + Höltich GmbH Device for machining a workpiece
ITUB20159298A1 (en) * 2015-12-23 2017-06-23 Brembana & Rolle S P A Shell and tube heat exchanger and shell, finned tubes for this exchanger and relative production method.
WO2017108330A1 (en) * 2015-12-23 2017-06-29 Brembana & Rolle S.P.A. Shell and tube heat exchanger, finned tubes for such heat exchanger and corresponding method
CN108431538A (en) * 2015-12-23 2018-08-21 布莱姆巴那和洛利有限公司 Shell-and-tube heat exchanger, the finned tube for this heat exchanger and corresponding method
WO2017207090A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 Wieland-Werke Ag Heat exchanger tube
US10976115B2 (en) 2016-06-01 2021-04-13 Wieland-Werke Ag Heat exchanger tube
DE102017105254A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-13 Schmöle GmbH Method for producing a finned tube and a heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
MX2007002102A (en) 2008-10-30
PT1830151E (en) 2010-05-24
BRPI0700587A (en) 2007-11-06
US8857505B2 (en) 2014-10-14
DE102006008083B4 (en) 2012-04-26
JP2007225272A (en) 2007-09-06
ES2343653T3 (en) 2010-08-05
DE502007003266D1 (en) 2010-05-12
ATE462949T1 (en) 2010-04-15
CN101025348A (en) 2007-08-29
JP5376763B2 (en) 2013-12-25
KR20070085126A (en) 2007-08-27
EP1830151B1 (en) 2010-03-31
DE102006008083A1 (en) 2007-09-06
US20070193728A1 (en) 2007-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1830151B1 (en) Structured heat exchanger and method for its production
DE10156374C1 (en) Heat exchange tube structured on both sides has inner fins crossed by secondary grooves at specified rise angle
DE19963353B4 (en) Heat exchanger tube structured on both sides and method for its production
EP2339283B1 (en) Heat transfer pipe and method for manufacturing same
DE69215988T2 (en) Heat exchange tubes and manufacturing processes
EP1223400B1 (en) Tube for heat exchanger and process for making same
DE102009007446B4 (en) Heat exchanger tube and method for its production
EP0687880B1 (en) Tube with a plurality of spiral ribs and method of manufacturing the same
DE19628280A1 (en) Heat transfer tube with a grooved inner surface
CH630720A5 (en) Method for producing a waermetauscherrohres.
DE19510124A1 (en) Exchanger tube for a heat exchanger
DE1527841A1 (en) Process for the production of composite tubular elements for use in tubular heat exchangers and in particular in preheaters for heating boilers and composite tubular elements produced by this process
EP0102407B1 (en) Finned tube with internal projections and method and apparatus for its manufacture
DE1527778A1 (en) Device for manufacturing finned tubes
DE19624030A1 (en) Method for producing a coiled tube for a heat exchanger and a heat exchanger having a coaxial tube
EP3465056B1 (en) Heat exchanger tube
EP3465055B1 (en) Heat exchanger tube
DE2717802A1 (en) HEAT TRANSFER PIPE AND METHOD FOR MANUFACTURING IT
DE2320125A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A PIPE UNIT
DE3873829T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A METAL TUBE WITH SPIRAL RIBS.
CH646511A5 (en) Waermeuebertragungsrohr and method for producing.
DE3217998A1 (en) HEAT TRANSFER PIPE
DE8213891U1 (en) Heat transfer tube
CH432436A (en) Method and device for the production of metal finned tubes intended for heat exchangers or condensers etc.
DE202005000055U1 (en) Heat exchanger for transfer of heat from heat source to fluid using pipe enclosing helical flow channels separated from one another by helical ribs projecting inwards from pipe wall

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

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK YU

17P Request for examination filed

Effective date: 20070918

17Q First examination report despatched

Effective date: 20071018

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

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): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

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

REF Corresponds to:

Ref document number: 502007003266

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20100512

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: SC4A

Free format text: AVAILABILITY OF NATIONAL TRANSLATION

Effective date: 20100517

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: VDEP

Effective date: 20100331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2343653

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

LTIE Lt: invalidation of european patent or patent extension

Effective date: 20100331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100731

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

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

26N No opposition filed

Effective date: 20110104

BERE Be: lapsed

Owner name: WIELAND-WERKE A.G.

Effective date: 20110228

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110228

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110228

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110228

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110228

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 462949

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20120209

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110209

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120209

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100331

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 10

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20180301

Year of fee payment: 12

Ref country code: GB

Payment date: 20180207

Year of fee payment: 12

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20190209

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 NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190209

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20200327

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190210

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190209

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20231212

Year of fee payment: 18

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240229

Year of fee payment: 18

Ref country code: PT

Payment date: 20240209

Year of fee payment: 18

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20240111

Year of fee payment: 18