DE2735762C2 - Rippenrohr und Vorrichtung zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

währleisten, weist das Stauchwerkzeug vorzugsweise eine in Rohrdurchlaufrichtung zum Rohr gerichtete Schrägfläche auf (Patentanspruch 6).

Diese Stauchung bewirkt eine Art Richtvorgang, so daß die Rohre auffallend gerade werden. Eine bekannte Verletzungsgefahr durch scharfe und rauhe Rippenspitzen bei Arbeiten mit und an solchen Rohren wird dadurch weitestgehend unterdrückt

Bekannterweise wird die Innenoberfläche bei gewalzten Rippenrohren mit abnehmender Rohrwandstärke wellig. Diese Welligkeit, verursacht durch den radialen Werkstofffluß beim Auswalzen der Rippen, wird durch den nachfolgenden Stauchvorgang rückgängig gemacht Man erreicht dadurch eine wesentlich strömungsverlustärmere Innenoberfläche.

Die Ausbildung der Vorrichtung hängt im wesentlichen davon ab, ob sich das Rohr dreht oder ob das Rohr feststehen soll.

So betreffen die Unteransprüche 7 und 8 vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung bei sich drehendem Rohr.

Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 7 laufen die Rippen dabei an die exzentrisch angeordnete Hülse, Düse od. dgl. und werden dabei gestaucht Die Walzkopfmittelachse ist in diesem Fall mit der Rohrmittelachse identisch.

Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 8 erhalten dabei diese Drückrollen durch die Drehung des Rohres in Form von Schlepprollen die notwendige Eigendrehung.

Sowohl bei sich drehendem als auch bei festem Rohr ist eine Ausgestaltung der Vorrichtung nach Patentanspruch 9 empfehlenswert. Damit wird der Vorteil erzielt, daß die Totzone für die T-förmigen Rippen wesentlich verringert wird.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes T-Rippenrohr im Längsschnitt,

F i g. 2 ein erfindungsgemäßes T-Rippenrohr im Teilschnitt,

F i g. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei sich drehendem Rohr und

Fig.4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei sich drehendem oder festem Rohr.

Die F i g. 1 bzw. 2 zeigen das Rippenrohr 1 im Längsbzw, im Teilschnitt. Die T-förmigen Rippen 2 laufen schraubenlinienförmig mit einer im Rippenquerschnitt gleichbleibenden T-Form um. Der Fuß 3 der Rippen 2 steht also radial von der Rohrwandung 4 ab, während die Rippenenden 5 jeweils so gestaucht sind, so daß sie glatt ausgebildet sind und auf einer gedachten, mit der Rohrmittelachse koaxialen Zylinderfläche liegen. So entstehen verengte Nuten 6 (vgl. die obere Nutbreite A in F i g. 2). Der Abstand zwischen Rippen 2 ändert sich kontinuierlich, so daß zwischen Rippen 2 im wesentlichen abgerundete Hohlräume vorhanden sind.

Wärmetechnische Vorteile sind ohne weiteres aus folgendem Beispiel ersichtlich:

Es wurde von einem Glattrohr aus SF-Cu mit 19 mm Außendurchmesser und 1,45 mm Wanddicke ausgegangea Mit einer bekannten Rippenrohrwalzvorrichtung wurde ein Rippenrohr mit 7,5 Rippen/cm, einem Außendurchmesser von 183 mm und einer Rippenhöhe von 1,^A5 mm erhalten. Mit der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Vorrichtung ergab sich ein Rippenrohr von 18,4 mm Außendurchmesser, einer Höhe der T-förmigen Rippen von 1,2 mm und einer Nutbreite von 03 mm.

ίο Ein solches Rohr erbrachte beispielsweise bei 2,0rn/sec Wassergeschwindigkeit im Rohr und Verdampfung des Kältemiteis Al 2 auf der Rohraußenseite 10%, bei 24 m/sec 20% und bei 3 m/sec 30% mehr Leistung.

F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines T-förroigen Rippenrohres 1 bei sich drehendem Rohr:

Das in Pfeilrichtung einlaufende Glattrohr Γ wird durch angetriebene, am Umfang des Rohres Γ in einem ortsfesten Walzkopf (nicht dargestellt) angeordnete Walzwerkzeuge 7 in Drehung versetzt (hier ist nur ein Walzwerkzeug 7 dargestellt). Es können beispielsweise drei, vier oder sechs aus Walzscheiben 8 bestehende Walzwerkzeuge 7 benutzt werden. Die Walzwerkzeuge 7 sind radial zustellbar. Die Walzscheiben 8 ihrerseits sind jeweils in einem Werkzeughalter 9 angeordnet Die zentrisch zur Rohrmittelachse angeordneten Walzwerkzeuge 7 formen in bekannter Weise die Rippen 2' aus der mittels einer Dornstange 10 unterstützten Rohrwandung 4. Dabei findet zunächst in einem vorderen Bereich (Einzugsbereich) eine Durchmesserreduktion statt In einem mittleren Bereich (Fertigwalzbereich) erfolgt das Auswalzen der spiralförmig umlaufenden Rippen 2'. Den Walzwerkzeugen 7 unmittelbar nachgeschaltet ist ein Stauchwerkzeug 11, dessen Achse gegenüber der Rohrmittelachse exzentrisch versetzt ist Das Versetzungsmaß B ist in F i g. 3 eingezeichnet. Des Stauchwerkzeug 11 ist als feststehende Hülse ausgebildet, auf deren in geeigneter Weise ausgewählte Schrägfläche 12 die Rippen 2' auflaufen, wobei sie durch die Stauchfläche 13 konstanten Durchmessers in genau festlegbarer Weise zu den T-förmigen Rippen 2 gestaucht werden (vgl. den gestrichelt eingezeichneten Stauchbereich).

Der in diesem Fall wesentliche Innendurchmesser der Hülse im Bereich der Stauchfläche 13 wird in geeigneter Weise so ausgewählt, daß der Durchmesser der T-förmigen Rippen 2 wesentlich geringer ist als der Durchmesser der ursprünglich ausgeformten Rippen 2'.
Die Vorrichtung nach F i g. 4 läßt sich bei rotierendem oder feststehendem Rohr verwenden. Hierbei sind das Walzwerkzeug 7 und das Stauchwerkzeug 11 im Werkzeughalter 9 integriert. Das Stauchwerkezug 11 ist als Stauchrolle ausgebildet, die zu den Walzscheiben 8 hin konisch verläuft. Der Durchmesser der Stauchfläche 13 ist in geeigneter Weise ausgewählt. Wie bei F i g. 3 laufen die von den Walzscheiben 8 ausgeformten Rippen 2' wieder auf die Schrägfläche 12 des Stauchwerkzeuges 11 auf und werden durch die Stauchfläche 13 zu den T-förmigen Rippen 2 gestaucht (der Stauchbereich ist wieder entsprechend gestrichelt eingekreist).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Rippenrohr (1) für Wärmeübertrager mit auf der Rohraußenseite schraubenlinienförmig oder ringförmig umlaufenden Rippen (2), deren Fuß (3) im wesentlichen radial von der Rohrwandung (4) absteht und deren äußeres Ende (5) sich in Rohrlängsrichtung den benachbarten Rippen (2) unter Ausbildung enger Nuten (6) nähert, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) mit einer im Rippenquerschnitt gleichbleibenden T-Form umlaufen, wobei die glatten Enden (5) der Rippen (2) auf einer gedachten, mit der Rohrmittelachse koaxialen Zylinderfläche liegen.

2. Rippenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rippen (2) in Radialrichtung ausgehend von der Rohrwandung (4) kontinuierlich zunimmt und zu den Rippenenden (5) hin kontinuierlich abnimmt

3. Rippenrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bis zwanzig Rippen (2) pro cm angeordnet sind.

4. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Nutbreite (A)0,l bis 1,0 mm beträgt

5. Vorrichtung zur Herstellung eines Rippenrohres (1) nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei der mindestens zwei am Umfang des Rohres gegeneinander versetzt und in einem Walzkopf angeordnete, radial zustellbare Werkzeughalter (9) vorgesehen sind, die jeweils ein aus mehreren Walzscheiben (8) bestehendes Walzwerkzeug (7) mit schräg zur Rohrachse liegender Achse aufweisen, wobei den Walzwerkzeugen (7) mindestens ein an den Enden der Rippen (2') angreifendes Stauchwerkzeug (11) nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stauchwerkzeug (11) eine Stauchfläche (.13) mit konstantem Durchmesser aufweist, die so angeordnet ist, daß der Durchmesser der T-förmigen Rippen (2) wesentlich geringer ist als der Durchmesser der ursprünglich ausgeformten Rippen (2'.)

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stauchwerkzeug (11) eine in Rohrdurchlaufrichtung zum Rohr gerichtete Schrägfläche (12) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ortsfesten Walzkopf angeordnete, angetriebene Walzwerkzeuge (7) zentrisch zur Rohrmittelachse ausgerichet sind und das als feststehende Hülse, Düse od. dgl. ausgebildete Stauchwerkzeug (11) exzentrisch versetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ortsfesten Walzkopf angeordnete, angetriebene Walzwerkzeug (7) zentrisch zur Rohrmittelachse ausgerichtet und die Stauchwerkzeuge (11) als am Umfang des Rohres angeordnete, radial zu j teilbare Drückrollen ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzwerkzeug (7) und ein als Stauchrolle ausgebildetes Staucherwerkzeug (11) in einem Werkzeughalter (9) integriert sind.

Die Erfindung betrifft ein Rippenrohr für Wärmeübertrager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Rippenrohr der genannten Art nach der DE-OS 15 01 656 weist über den Rippenumfang verteilte, in Rohrlängsrichtung ausgerichtete Einkerbungen der Rippen und damit folgende Nachteile auf:

Abgesehen davon, daß ein solches Rohr Schwierigkeiten bei Lagerung und Transport sowie beim Einbau

to in die Rohrböden und Stützbleche von Rohrbündelwärmeübertragern mit sich bringt, sind bei Verwendung solcher Rohre in Rohrbündelverdampfern die Spalte weiter oben angeordneter Rohre durch von unten aufgestiegene Blasen besetzt, so daß eine einwandfreie Wärme-Übertragung behindert ist Ferner können aufsteigende Blasen in die weiten Öffnungen der Spalte zwischen benachbarten Einkerbungen eindringen und die Verdampfungsflächen blockieren.
Es ist daher Ausgabe der Erfindung, ein Rippenrohr der genannten Art so auszubilden, daß die mechanischen, handhabungstechnischen und wärmetechnischen Eigenschaften, insbesondere bei Verdampfung, verbessert werden.

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

Damit ergibt sich ein T-Rippenrohr mit glatter Oberfläche, das 'sieht stapel- und transportierbar ist und sich leichter in die Rohrböden oder sonstigen Fixierungen einschieben läßt; denn die Differenz zwischen dem Außendurchmesser der unberippten Enden und dem Rippendurchmesser ist um ein Vielfaches größer als bei den üblichen Rippenrohren.

Rippenrohre dieser Art haben weiterhin bedeutende Vorteile gegenüber bekannten Rohren:

Die Rippenspitzen, die bei üblichen Rippenrohren teilweise rauh und zum Teil mit Rissen behaftet sind, sind verfestigt und glattgewaltz, d. h. die Rohre sind kerbunempfindlicher, sind also günstiger bei mechanischer Wechselbelastung. Eine Rißfortpflanzung wird verhindert.

Die Wärmeübertragung durch die erfindungsgemäßen Rohre ist bei der Verdampfung wesentlich verbessert, da die Verdampfung der Flüssigkeit überwiegend in den Hohlräumen zwischen den T-förmigen Rippen stattfindet Die verdampfte Flüssigkeit wird kontinuierlich durch in die Spalte zwischen den Rippen eintretende Flüssigkeit ersetzt. Die Blasenbildung wird nicht unterbrochen, da sich laufend relativ kleine Blasen ablösen können und immer Blasenreste in den Hohlräumen erhalten bleiben, so daß die zur Bildung neuer Blasen erforderliche Keimbildungsarbeit minimal bleibt.

Insbesondere bei Verwendung der Rohre in Rohrbündelverdampfern können die von unten aufgestiegenen, angewachsenen Blasen nicht mehr in Spalte weiter oben angeordneter Rohre eindringen, sie rollen vielmehr an diesen Rohren vorbei, so daß auch diese Rohre mit ihrer gesamten Fläche für die Verdampfung zur Verfügung stehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 4. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Rippenrohres. Dabei wird im Gattungsbegriff von einer Vorrichtung nach der DE-OS 15 01 656 ausgegangen. Diese Vorrichtung ist durch die im Patentanspruch 5 angegebenen Mittel gekennzeichnet.
Um ein einwandfreies Stauchen der Rippen zu ge-