DE1932930A1

DE1932930A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von turbulenzerzeugenden Gebilden an den Aussenflaechen von Roehren

Info

Publication number: DE1932930A1
Application number: DE19691932930
Authority: DE
Inventors: Ripley Charles Chatham; Gleason Thomas Edward
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1968-06-28
Filing date: 1969-06-28
Publication date: 1970-01-29
Also published as: US3662578A; CH493288A; FR2011777A1

Description

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N.Y., USA

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung turbulenzerzeugender Gebilde an den Außenflächen von Röhren.

s ist bekannt, daß man den Wärmeübergang zwischen einem festen Körper und einem ihn umströmenden Medium dadurch verbessern kann, daß man die Oberfläche des festen Körpers aufrauht oder mit Rippen versieht. Hierdurch wird die Wärmeübergangsfläche vergrößert, und außerdem wird die Turbulenz in der Schicht direkt an der Oberfläche des festen Körpers erhöht.

In vielen Fällen ist es von außerordentlicher Bedeutung, den Wärmeübergang zwischen einem heißen Körper und einem strömenden Medium so groß wie möglich zu machen. Ein Beispiel hierfür ist die Wärmeabfuhr von den Brennstoffstäben eines Kernreaktors.

tfenn man einen raschen und gleichförmigen Wärmeübergang zwischen einer großen Anzahl von Brennstoffstäben - (oft mehr als tausend) ■ und einem rasch strömenden Kühlmittel erreichen will, so treten große Schwierigkeiten auf. Es sei daran erinnert, daß solche Brennstoff stäbe länger als 3 Meter sein können, und daß ihr Durch-? messer oft weniger als 12,5 mm beträgt. Die bisherigen Verfahren zur Erzeugung turbulenzfördernder Gebilde haben sich als unzureichend erwiesen. Der Weg, an den Brennstoffstäben getrennte Rippen anzubringen» hat sich dann als wenig gangbar erwiesen, wenn der

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Reaktorkern eine große Anzahl von Brennstoffstäben enthält. Diese turbulenzfördernden Gebilde dürfen nicht zu weit von der Brennstoffhülse aus nach außen herausragen, da der Abstand zwischen den einzelnen Brennstoffstäben nur klein ist. Weiterhin ist es häufig erwünscht, die Eigenschaften der turbulenzfordernden Gebilde längs eines Stabes zu ändern, oder aber auch von Stab zu Stab oder von Brennstoffbündel zu Brennstoffbündel, die an verschiedenen Stellen im Kern angeordnet sind.

Die turbulenzfördernden Gebilde an die Brennstoffstäbe anzuschweißen, erscheint ebenfalls nicht günstig, da hierbei auf eine geschmiedete Metalloberfläche Gußmetall aufgebracht wird. Das kann auf lokale Spannungen führen, und/oder es können Gebiete entstehen, die nicht mehr die erforderliche Korrosionsfestigkeit aufweisen, so daß während des Betriebs des Reaktors an solchen Stäben Defekte auftreten können. Außerdem sind die Vorrichtungen zum Anschweißen oder zum anderweitigen Anbringen der turbulenzfördernden Gebilde an den Oberflächen der Brennstoffstäbe sehr kompliziert, und auch die erforderlichen Kosten sind beachtlieh. Weitere Schwierigkeiten liegen in der mangelnden Reproduzierbarkeit und in der Steuerung des Verfahrens zum Anschweißen oder Anbringen dieser turbulenzfördernden Gebilde an den Brennstoffstäben, und außerdem ist auch die zur Qualitätsprüfung anschließend erforderliche zerstörungsfreie Werkstoffprüfung nicht einfach so daß sieh bisher die Verwendung solcher turbulenzfördernder Gebilde noch nicht genügend durchgesetzt hat.

Das Anbringen beziehungsweise das Ausbilden von turbulenzfordernden Mitteln an Wärmeaustauschflächen, insbesondere an den Oberflächen von Brennstoff stäben für Kernreaktoren, sollte daher verbessert und vereinfacht werden, und die Lösung dieser Aufgabe ist das Ziel der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird wenigstens eine frei drehbare Kugel gegen die Oberfläche einer Röhre gedrückt, so daß Eindrücke entstehen, und anschließend werden die Kugel und die Röhre gegeneinander

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gedreht und axial hin und her geschoben, wodurch in der Oberfläche der Röhre zumindest eine Nut entsteht. Weiterhin beinhaltet die Erfindung eine Vorrichtung zum Andrücken der Kugel mit der gewünschten Stärke an die Oberfläche der Röhe$ mit der auch die gegenseitige Bewegung zwischen Röhre und Kugel steuerbar ist, so

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daß die beabsichtigten Verteilungen der Nuten entstehen. Gewöhnlich werden mehrere Kugeln gleichzeitig verwendet, so daß mehrere Nuten auf ein Mal hergestellt werden können. Wenn die Röhre von innen durch einen eng passenden Dorn aus einem verhältnismäßig unzusammendrückbaren Material gehaltert wird, nimmt der Innendurchmesser der Röhre nicht ab. Statt dessen treten die Gebiete direkt neben den Nuten leicht nach außen heraus. Da die Kugeln immer auf der Röhre abrollen, schneiden oder reiben sie sich nicht in die Oberfläche der Röhren ein. Die Nuten sind nicht V-förmig, wie bei der Verwendung von Rändelwerkzeugen, sondern sie weisen einen'■runden Boden auf, so daß schwerwiegende lokale Spannungen vermieden werden. Zusätzlich kann die Kaltbearbeitung der · Oberfläche die Kornstruktur der Oberfläche verbessern, was auf eine erhöhte Korrosionsfestigkeit führt. Man kann jedoch auch alle restlichen Spannungen im Material, die durch die Nutenbildung hervorgerufen worden sind, durch übliches Ausglühen oder Anlassen wieder beseitigen, sofern es gewünscht wird.

Man kann mit der Vorrichtung und dem Verfahren nach der Erfindung turbulenzfördernde Nuten und Gebilde der verschiedensten Formen und in den verschiedensten Anordnungen herstellen. Wenn man beispielsweise eine Röhre hinter der Kugel hinwegbewegt und sie dabei axial verschiebt und sie gleichzeitig dreht, so entsteht eine Spirale. Zick-Zaek-förmig verlaufende Nuten erhält man, wenn man die Röhre kontinuierlich durch das Werkzeug mit der Kugel hindurch zieht, dabei jedoch gleichzeitig die Röhre hin und her dreht. Ein Rautenmuster kann man dadurch erzeugen, wenn man erst auf der Röhrenoberflä.che eine wie eine Rechts-Spirale verlaufende Nut herstellt und dann die Röhre zur Herstellung einer wie eine Linkshand-Spirale verlaufenden Nute noch einmal durch das Werkzeug mit der Kugel hindurchführt. Man kann auch die Form der Nuten

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leicht verändern. Rippen mit breiten oberen Enden erhält man beispielsweise, wen man den Abstand der Nuten voneinander groß wählt. Scharfe Ripen entstehen dagegen, wenn sich die Nuten überlappen. Verwendet man eine Kugel mit einem großen Durchmesser, so erhält man eine breite Nut, bei einer Kugel mit einem kleinen Durchmesser dagegen eine schmale Nut.. Wenn man zur Herstellung ' einer einzelnen Nut zwei oder mehr Kugeln verwendet, wird der Boden der Nut breiter und ihre Seitenflächer verlaufen steiler als bei einer Nut, die nur mit einer Kugel hergestellt wird. Wie später noch dargelegt werden wird, kann man auf Wunsch auch den Abstand und die Tiefe der Nuten längs einer Röhre variieren.

Im folgenden soll die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen im Einzelnen beschrieben werden.

Figur 1 zeigt schematisch im Schnitt, wie erfindungsgemäß die turbulenzfördernden Gebilde oder Nuten hergestellt werden.

Figur 2 ist ein Schnitt durch ein Werkzeug zur automatischen Herstellung von turbulenzfOrdernden Nuten oder Gebilden.

Figur 3 ist ein Schnitt, der die Verwendung eines Domes innerhalb einer Röhre zeigt, auf der turbulenzfördernde Nuten oder Gebilde hergestellt werden sollen.

Figur 4 bis Figur 7 sind Reproduktionen von Photographien, auf denen verschieden verlaufende turbulenzfördernde Nuten zu sehen sind, die nach der Erfindung hergestellt worden sind und als typisch gelten können.

In der Figur 1 ist schematisch dargestellt, wie turbulenzfördernde Nuten und Rippen auf der Oberfläche einer Röhre hergestellt werden können, und zwar dadurch, daß man frei abrollende Kugeln gegen die Oberfläche einer Röhre drückt.

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Innerhalb von Öffnungen, in der Wandung einer Buchse 11 sind mehrere gehärtete Kugeln 10 lose gehaltert. Die Buchse 11 kann " durch ein Rohrstück 12 hindurchgeschoben werden, das einen konisch ausgebildeten Eingangsteil 13 aufweist, an den sich eine Bohrung 14 anschließt. Der Innendurchmesser der Bohrung 14 ist so gewählt, daß die Kugeln 10 nach innen gedrückt werden und innen aus der Buchse 11 herausragen, wenn die Buchse 11 durch die Borrung 14 hindurchgeschoben wird. Wenn in die Buchse 11 als Werkstück eine Röhre 15 eingesetzt wird, entstehen auf der Oberfläche der Röhre 15 mehrere Nuten 16, Wenn die Röhre 15 gleichzeitig gedreht und in Längsrichtung verschoben wird". Man kann die Röhre 15 mit der Hand durch das Werkzeug hindurchschieben. Es ist aber günstiger, die mechanischen Bewegungen der Röhre 15 maschinell zu steuern, um auch bei verschiedenen Röhren 15 reproduzierbar turbulenzfördernde Nuten herstellen zu können. Zu diesem Zweck hat sich als Antrieb für die Röhre eine übliche Leitspindeldrehbank als außerordentlich günstig erwiesen. Man wird üblicherweise die Röhre 15 in das Drehbankfutter einspannen und die Röhre 15 zusammen mit dem Drehbankfutter rotieren lassen. Das Rohrstück 12 wird man dagegen auf dem Support einspannen, dessen Vorschub dvon der Leitspindel der Drehbank bewirkt wird. Man kann auch eine eigene Antriebsvorrichtung konstruieren, die diese Funktionen auf ähnliche Weise erfüllt.

Die Oberflächen der Kugeln 10 und des Rohrstückes 12 sollten sehr hart und sehr druckfest sein, um zu verhindern, daß zwischen den Kugeln 10 und dem Rohrstück 12 ein übermäßiger Verschleiß eintritt. Die Oberflächenhärte der Kugeln 10 sollte merklich größer als die Oberflächenhärte der als Werkstück verwendeten Röhre 15 sein.

Das Rohrstück 12 kann aus einem vergüteten Werkzeugstahl No. 4340 bestehen. Die Innenfläche des Rohrstücke3 12 kann zusätzlich durch titrieren und/oder durch Hartverchromung gehärtet sein. Für die Kugeln 10 kann jedes passende Material verwendet werden. Typische-Materialien sind vergüteter Stahl No. 5'21OO und verschiedene Sin-

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terkarbide. Mit Kugeln aus diesen Materialien lassen sich sehr gut turbulenzfördernde Nuten auf den Oberflächen von Röhren aus nichtrostendem Stahl, Zirkonlegierungen oder ähnlichen Materialien herstellen.

Es ist besonders günstig, wenn in der Buchse 11 drei Kugeln in gleichmäßigem Abstand voneinander gehaltert sind, um die auftretenden Kräfte ins Gleichgewicht zu bringen und um das Werkstück zu zentrieren. Auf Wunsch kann man in einem gewissen axialen Abstand von diesen Kugeln in der Buchse 11 zusätzliche Kugeln anordnen. Die Kugeln 10 können jeden beliebigen, passenden Durchmesser aufweisen. Wie bereits oben erörtert wurde, führen bei einer vorgegebenen Nutentiefe größere Kugeln auf breite Nuten, während kleinere Kugeln auf schmalene Nuten mit steiler verlaufenden Seitenwänden führen.

Auf die Tiefe der trubulenzfordernden Nuten kommt es nicht an. Bei einer Brennstoffhülse für Kernreaktoren mit einem Außendurchmesser von etwa 12,5 mm und einer Wandstärke von etwa 0,5 mm sollte die Tiefe dieser Nuten jedoch im Bereich zwischen 0,012 mm und 0,1 mm liegen. Unter Beibehaltung einer ausreichenden Wandstärke und Korrosionsfestigkeit kann man die beste turbulenzfördernde Wirkung mit Nuten erzielen, deren Tiefe zwischen 0,025 und 0,038 mm liegt.

Häufig soll nur ein Teil eines Brennstoffstabes mit turbulenzfördernden Muten versehen werden. Weiterhin ist es grundsätzlich nicht wünschenswert, die Wärmeübergangseigenschaften den Brennstoff st ab entlang abrupt zu ändern. So sollten beispielsweise an den Enden eines Brennstoffstabes, wo die Verschlußpfropfen in die Brennstoffstäbe eingeschweißt sind, grundsätzlich keine turbulenzfördernden Nuten vorhanden sein. Ein anderes Beispiel sind Brennstoff stäbe für schnelle dampfgekühlte- Kernreaktoren. Ein solcher Brennstoffstab beginnt mit einem Sammelraum für gasförmige Spaltprodukte. Es folgt dann ein Abschnitt, der mit Brutmaterial gefüllt ist. An dieses Brutmaterial schließt sich der eigentliche *

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spaltbare Kernbrennstoff an. Den Abschluß des Brennstoffstabes bildet dann wieder ein Abschnitt, der mit Brutmaterial gefüllt ist. Der größte Teil der Wärme, die in dem Brennstoffstab entsteht, muß aus dem eigentlichen, spaltbaren Kernbrennstoff an das Kühlmittel abgeführt werden, das den Brennstoffstab umströmt, während aus den Abschnitten des Brennstoffstabes, die mit Brutmaterial gefüllt sind, nur wenig Wärme abgeführt zu werden braucht. Aus dem Sammelraum für die gasförmigen Spaltprodukte braucht dagegen praktisch gar keine Wärme abgeführt zu werden. Es kann daher günstig sein, nur denjenigen Teil des Brennstoffstabes mit turbulenzfördernden Nuten zu versehen, der den eigentlichen, spaltbaren Kernbrennstoff enthält und den Teil der Stabhülse, der den Sammelraum für die gasförmigen Spaltprodukte umschließt, von solchen Nuten frei zu lassen. Es kann sich auch als wünschenswert erweisen, die Teile der Brennstoffstabhülse, die das Brutmaterial enthalten, mit weniger wirksamen turbulenzfordernden Nuten zu versehen.Ebenso kann es wünschenswert sein, den Wirkungsgrad des Wärmeübergangs an den Trennstellen zwischen den verschiedenen Abschnitten des Brennstoffstabes allmählich zu ändern, um zu verhindern, daß sich thermisch bedingte Spannungen an diesen Stellen konzentrieren.

Nach der Erfindung kann man nun den Ort und die Tiefe der turbulenafördernden Nuten an einem Brennstoffstab entlang leicht ändern.

Die Stellen, an denen die Nuten erzeugt werden sollen, kann man ganz einfach dadurch ändern, daß man die Röhre 15 durch die Buchse 11 hindurchsteckt, wobei die Buchse 11 so lange in dem konischen Eingangsteil des Rohrstückes 12 verbleibt, bis die Stelle erreicht ist, von der an Nuten erzeugt werden sollen. Dann wird die Buchse 11 verschoben, bis die Kugeln 10 an der Röhre 15 und an der Innenwand der Bohrung IH angreifen. Die Länge des Abschnittes, der mit Nuten versehen werden soll, wird durch die Länge der Bohrung 14 bestimmt.

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Die Tiefe der Nuten 16 kann man einfach dadurch ändern, daß man , den Durchmesser der Bohrung 14 variiert. Wenn man einen allmählichen übergang zwischen einer glatten Röhrenoberfläche und einer mit Nuten versehenen Oberfläche herstellen will, braucht man den Durchmesser der. Bohrung 14 nur so auszulegen, daß er zuerst groß ist und dann kleiner wird. An den verschiedenen Abschnitten der Röhre kann man auch verschieden verlaufende Nuten erzeugen.

In der Figur 2 ist nun eine bevorzugte Ausfuhrungsform für ein Werkzeug dargestellt, mit dem man erfindungsgemäß turbulenzfördernde Nuten herstellen kann. Dieses Werkzeug besteht im Grunde genommen aus einem Rohrstück 12 mit einer Muffe 11 für die Kugeln, die so angeordnet ist, daß sie durch die Bohrung 14 hindurchgeschoben werden kann.

Der Anfang 13 und das Ende 16 des RohrStückes 12 sind konisch abgeschrägt worden, so daß sich an jedem Ende des Werkzeuges ein allmählich enger werdender Teil zum Einsetzen einer Röhre ergibt. Die Länge der Bohrung 14 entspricht etwa der Abschnittslänge der Röhre, die mit Nuten versehen werden soll.

Als Werkstück wird eine Röhre 15 in einer rotierenden Spannvorrichtung befestigt, die beispielsweise das Putter einer Drehbank sein kann, und dann wird die Röhre 15 durch die Muffe 11 hindurchgesteckt* Die Stelle, von der an auf der Oberfläche der Röhre Nuten hergestellt werden sollen, wird mit zwei senkrecht stehenden, stationären Stiften 17 auf eine Linie gebracht. Das Rohrstück 12 wird auf einem längs bewegbaren Tisch montiert, (der beispielsweise der Support einer LeitSpindeldrehbank sein kann), so daß es auf die Röhre zu geschoben werden kann. Wenn das Rohrstück 12 in Figur 2 nach rechts bewegt wird, greifen Hebel 18 an den feststehenden Stiften 17 an. Wenn dann die Hebel 18 um die Zapfen 19 herumgeschwenkt werden, drücken sie den Startbtigel 20 nach links, der seinerseits die Buchse 11 nach linke verschiebt. Die Kugeln 10 rolen die konische Fläche am Anfang 13 des Rohr-

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Stückes herunter und greifen dann an der Röhre an. Wenn die -₍ Hebel 18 an den stationären Stiften 17 vorbei gehen, kehren sie wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Die Hebel 18 können miteis einer Feder gegen einen Einstellring 21 gedrückt werden, der auf das Rohrstück 12 aufgeschraubt ist. Die Stellung des Einstellringes 21 kann leicht geändert werden, um das Werkzeug an verschiedene Buchsen und verschiedene Kugeln anzupassen. Um die Buchse 11 besser die Bohrung 14 entlang führen zu können, kann man einen Ring 22 aus einem reibungsarmen Material wie beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen verwenden. Innerhalb der Bohrung 14 kann man noch eine Feder 23 anordnen, die sich an einem Ring 24 abstützt, um die Rückführung der Buchse 11 in die-Ausgangsstellung zu erleichtern, wenn die Röhre 15 durch die Büchse 11 ganz hindurchgegangen und am Ende 16 des Werkzeuges ausgetreten ist.

Man kann die Röhre 15 mit Nuten versehen, ohne daß es notwendig ist, die Röhre von innen zu stützen. Es ist jedoch besser, während der Einwirkung der Kugeln auf das Rohr in das Rohr einen gut passenden Dorn einzusetzen* Eine solche Anordnung ist in der Figur 3 dargestellt.

Wie in Figur 3 zu sehen ist, weist dieser Dorn einen Teil 30 auf, der eng iri die Röhre 15 hineinpaßt. Die Stützung der Röhre 15 von innen ist nur dort notwendig, wo Nuten erzeugt werden Pollen. Um den Teil 30 des Dorns an der richtigen Stelle innerhalb des Rohres 15 anzuordnen, ist ein Kragen 31 vorgesehen. Zum Einsetzen des Domes dient ein Handgriff 32. Das Werkstück und d-er Dorn werden in ein Werkzeug eingesetzt, wie es beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist, bis die Stelle, von der an das Werkstück mit Nuten versehen werden soll, etwa auf einer Linie mit den Stiften 17 liegt. Nun wird der Dorn durch das offene Ende der Bohrung 14 eingesetzt, bis die Vorderkante des Dornteiles 30 mit dem größeren Durchmesser in dem Werkstück 15 etwa die Stelle er- " reicht, die mit den Stiften 17 auf einer Linie liegt» Die Länge . des Dornteiles mit dem größeren Durchmesser entspricht der Länge

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des Röhrenabschnittes, der mit Nuten versehen werden soll. Der Bandgriff 32 muß so lang sein, daß er aus dem Werkzeug herausragt, wenn der Dorn richtig eingesetzt ist. Die Verwendung eines Domes ist immer dann vorteilhaft, wenn die Röhre mit Kernbrennstoffpillen gefüllt werden soll, da auf Grund des Domes die Innendurchmesser der Röhre in den Abschnitten mit und ohne Nuten praktisch gleich bleiben. Wenn die Röhre beim Herstellen der Nuten jedoch bereits mit Kernbrennstoff gefüllt ist, oder wenn eine geringe Abnahme des Innendurchmessers der Röhre hingenommen werden kann, kann auf die Verwendung des Dornes verzichtet werden.

in den Figuren 4 bis 7 sind nun vier der zahlreichen Möglichkeiten dargestellt, wie erfindungsgemäß hergestellte, turbulenzfördernde Nuten verlaufen können.

Figur 4 ist eine Reproduktion einer Photographie von Nuten, die dadurch hergestellt worden sind, daß man eine Anzahl von Kugeln immer in der gleichen Richtung rotieren ließ, während das Werkzeug vorgeschoben wurde. Dabei entsteht ein schraubenförmiger Verlauf der Nuten. Diese'n schraubenförmigen Verlauf der Nuten kann man ändern, wenn man die Anzahl der verwendeten Kugeln, die Drehgeschwindigkeit der Röhre und die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeuges variiert. Die zwischen den Nuten herausragenden Teile zwischen den Nuten können verhältnismäßig breit mit einem flachen oberen Teil sein, oder auch dünn und scharf, oder aber auch abwechselnd schmal und breit.

Pur den Nutenverlauf nach Figur 5 wurden zuerst schraubenförmig verlaufende Nuten wie in Figur 4 hergestellt. Dann wurde die Drehrichtung des Werkstückes umgekehrt und das Werkstück wurde npeh einmal gewalzt. Dabei entstehen herausragende Stellen, die rautenförmig sind. Diese Verteilung kann man durch Variation der verschiedenen Parameter ebenfalls ändern* wie es bereits beschrieben wurde.

Die Figur 6 zeigt zick-zack-förmig verlaufende Nuten. Diese Nuten entstanden durch fortlaufende Änderung der Drehrichtung des Werk-

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Stückes unter Aufrechterhaltung des Werkzeugvorschubes. Diese Verteilung weist breite Gebiete auf, die einen gewissen Abstand voneinander haben und durch schmale Rippen voneinander getrennt sind.

Figur 7 zeigt eine Verteilung, die grundsätzlich auf die gleiche Weise wie die Rautenverteilung nach Figur 5 hergestellt worden ist. Nur ist die Steigung der beiden "Schrauben" mit dem Rechts- und dem Linksgewinde, die bei den beiden Durchgängen durch das Werkzeug hergestellt worden sind, wesentlich geringer. An Stelle eines Rautenmusters entstehen dann viele dünne, scharfe nach außen ragende Rippen. Diese Rippen vermitteln besonders dann eine höhe Turbulenz und einen guten Wärmeübergang, wenn es sich darum handelt, Wärme durch ein Kühlmittel mit sehr hoher Strömungsgeschwindigkeit aus einem Brennstoffstab abzuführen. Das Kühlmittel wird durch diese Verteilung auch nicht auf einen schraubenförmigen Weg gezwungen, wie es bei einfachen, schraubenförmig verlaufenden Nuten der Fall sein kann, die nur einen geringen Ab stand voneinander aufweisen. Die Verteilung nach Figur 7 ist dafür Kernbrennstoffstäbe besonders günstig.

tfie die Photographien aus den Figuren H bis 7 klar zeigen, weisen die turbulenzfördernden Nuten, die nach der Erfindung hergestellt werden, runde Böden auf, so daß das Entstehen besonders hoher Spannungen in dünnwandigen Röhrengebieten verhindert ist. Gleichzeitig sind die herausragenden Kanten relativ scharfkantig, so daß eine besonders hohe Turbulenz hervorgerufen und der Wärmeübergang an ein strömendes Kühlmittel optimalisiert wird.

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Claims

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Patentansprüche

i.J Verfahren zur Herstellung von turbulenzfördernden Gebilden auf der Außenfläche einer Röhre zwecks Erhöhung, der Wärmeüberganges, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine frei drehbare Kugel gegen die Außenfläche der Röhre gedrückt wird, so daß die Oberfläche der Röhre durch die Kugel eingedrückt wird, und daß die Kugel und die Röhre gegenseitig gedreht und längs verschoben werden, so daß in die Oberfläche der Röhre mindestens eine Nute eingedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre gegenüber der Kugel immer im gleichen Drehsinn herumgedreht und in Längsrichtung verschoben wird, so daß in der Röhrenoberfläche zumindest eine kontinuierliche, schraubenförmig verlaufende Nute erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre gegenüber der Kugel in Längsrichtung kontinuierlich verschoben wird, während der Drehsinn der Röhre fortlaufend geändert wird, so daß in der Oberfläche .der Röhre eine zick-zack-förmig.verlaufende Nute erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Nute die Nute entlang variiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet

daß die Drehgeschwindigkeit so groß gewählt wird, daß zwischen Nuten nur eine senkrecht stehende Rippe mit einer verhältnismäßig scharfen Kante stehen bleibt.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- -, zeichnet, daß die Röhre noch einmal in Längsrichtung, jedoch mit entgegengesetztem Drehsinn an der Kugel vorbeigeführt wird, so daß zwischen den Nuten eine große Anzahl scharfkantiger, aufrecht stehender Rippen erzeugt werden.
7. Vorrichtung zur Herstellung von turbulenzfördernden Gebilden auf, der Außenfläche einer Röhre zwecks Erhöhung des Wärmeüberganges nach dem VErfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrstück mit einer durchgehenden Bohrung vorgesehen ist, deren Querschnitt kreisförmig ist und das einen sich erweiternden Eingangsteil aufweist, daß weiterhin eine durch die Bohrung hindurchschiebbare Buchse vorgesehen ist, die in einer Ebene senkrecht zur Röhre mit Öffnungen versehen ist, die einen gewissen Abstand voneinander aufweisen, daß in diese Öffnungen frei drehbar Kugeln eingesetzt sind, die an der Innenwand der Bohrung abrollen und in das Innere der Buchse hineinragen, wenn die Buchse in die Bohrung eingesetzt ist, und daß in die Buchse eine Röhre derart hineinschiebbar ist, daß die Oberfläche der Röhre von den Kugeln eindrückbar ist, wenn die Buchse in der Bohrung angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η ή eichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die

die Röhre gegenüber den Kugeln in Längsrichtung verschiebbar und leichzeitig drehbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Buchse mit einer eingesetzten Röhre aus dem sicher erweiterenden ingangsteil in die Bohrung des Rohrstückes hineinschiebbar ist..

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10. Vorrichtung nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch einen praktisch nicht zusammendrückbaren Dorn, der im Paßsitz in eine in die Buchse eingeschobene Röhre einsetzbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7₉ dadurch gekenn zeichnet, daß die Oberfläehenhärte der Kugeln und der Bohrung praktisch gleich groß und merklich größer als die Härte der Oberfläche der zu bearbeitenden Röhre ist.

L e e r s e i t e