DE2006893A1 - Ribbed heat exchanger pipe construction - Google Patents

Abstract

Pipe rib is attached to the profile of the pipe. Openings in the ribs are enlarged with small toothed or dove tailed gaps. The metal cast on each side of each rib surrounds the pipe wall in the form of a mantle. The ribs are embedded in the cast metal along the pipe circumference and the gaps are filled with metal.

Description

'Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rippenrohren und berippten Taschen aus Rippenteilstücken Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Patentanmeldung P 19 30 040.4, Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rippenrohren und berippten Taschen aus Rippenteilstücken.'' Method and device for the manufacture of finned tubes and finned Ribbed Pocket Pockets The invention relates to an improvement on the patent application P 19 30 040.4, method and device for the production of finned tubes and finned Bags made from ribs.

Nach dieser Patentanmeldung erfolgt die Herstellung von Rippenrohren aus Rippenteilstücken dadurch, daß die Rippenteilstücke außer der im Rohrprofil entsprechenden Ausstanzung-weitere zahn- oder schwalbenschwanzförmige kleine am Rohrprofilumfang verteilte Ausstanzungen erhalten, und das flüssige-Metall beim Herstellungsprozess als dünne Schale beiderseits jeder Rippe das Rohr umschließt, wobei die Rippenteilstücke längs des Rohrumfangs in flüssiges, später erstarrendes Metall eingebettet, und die zahn- oder schwalbenschwanzartigen kleinen Ausstanzungen mit flüssigem Metall ausgefüllt sind, und nach dessen Erstarren die Rippenteilstücke mechanisch fest mit dem Rohr verbinden.According to this patent application, the production of finned tubes takes place from rib sections in that the rib sections apart from the one in the pipe profile corresponding punching-further tooth-shaped or dovetail-shaped small ones on the Pipe profile circumference get distributed punchings, and the liquid metal at Manufacturing process as a thin shell on both sides of each rib enclosing the tube, the rib sections along the circumference of the pipe in liquid, later solidifying Metal embedded, and the tooth-like or dovetail-like small cutouts are filled with liquid metal, and after its solidification, the rib sections mechanically firmly connect to the pipe.

Gegenstände dieser Erfindung sind: 1. Gestalterische Ergänzungen, die neben einer mechanisch festeren Verbindung der Rippenteilstücke eine bessere Wärmeleitung zwischen den RippenteilstUcken und dem durch Umgießung gebildeten Rohrmantel herstellen 2. Gestalterische Maßnahmen,- die eine gute Wärmeleitung zwischen dem durch Umgießung gebildeten Mantelrohr und dem umgossenen inneren Kernrohr auch dann gewährleisten, wenn infolge versch$edener Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen -dem- Werkstff des Mantelrohres und dem Werkstoff~des Kernrohres sich mit steigender Temperatur das-in'kaltem Zustand stramm auf dem Kernrohr- sitzende Mantelrohr von diesem sich ablöst.The objects of this invention are: 1. Design additions, which in addition to a mechanically stronger connection of the rib sections, a better one Heat conduction between the rib sections and the pipe jacket formed by encapsulation 2. Design measures, - that a good heat conduction between the casing tube formed by casting around and the encapsulated inner core tube also then ensure if due to different coefficients of thermal expansion between -dem- material of the jacket tube and the material ~ of the core tube change with increasing Temperature in the cold state tightly on the core tube seated jacket tube of this detaches itself.

Die im vorhergehenden erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mit der Umgießung des Kernrohres durch entsprechende Gestaltung der Kokille gleichzeitig zwei Flossen in Richtung der Trennfuge zwischen den Rippenteilstücken angegossen sind und die Rippenteilstücke auch an der Trennfuge kleine schwalbenschwanzförmige Ausstanzungen erhalten, die beim Eingießen des flüssigen Metalls von diesem ausgefüllt werden.The above-mentioned first object is thereby achieved according to the invention achieved that with the encapsulation of the core tube by appropriate design of the Mold at the same time two fins in the direction of the parting line between the rib sections are cast and the rib sections are also small dovetail-shaped at the parting line Get punched holes that are filled in when the liquid metal is poured will.

Die im vorhergehenden weiter genannte Aufgabenstellung wird dadurch erreicht, daß das Kernrohr vor dem Eingießen des flüssigen Metalls ein Rechteck- oder Quadratgewinde mit zur Rohrachse senkrechten Flanken eingewalzt oder eingeschnitten erhält.The above-mentioned further task is thereby achieved that the core tube before pouring the liquid metal a rectangular or square thread with flanks perpendicular to the pipe axis, rolled in or cut receives.

Die Erfindung werde anhand der Abbildungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the figures.

Fig. 1 zeigt in einem Schnitt nach der Linie A-A der Fig.2 ein Rippenrohr, bei welchem die Rippen (1) außer den zahnförmigen Ausstanzungen (3a) weitere schwalbenschwanzförmige Ausstanzungen (3b) längs der Trennfuge zwischen den Rippenteilstücken erhalten. Gleichzeitig sind aus der Zeichnung die angegossenen Flossen (2) ersichtlich.Fig. 1 shows in a section along the line A-A of Fig. 2, a finned tube, in which the ribs (1) apart from the tooth-shaped cutouts (3a) are further dovetail-shaped Get punched (3b) along the parting line between the rib sections. At the same time, the cast fins (2) can be seen in the drawing.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie B-B der Fig.l durch das Rippenrohr, bei welchem die Flossen (2) und der Rohrmantel (5) gleichzeitig durch Eingießen flüssigen Metalls um das Kernrohr (4) hergestellt sind. Bei größeren Rippenabständen können die Flossen (2) wie mittels gestrichelter Linie angedeutet ist, in einzelne Flossenstummel aufgelöst sein.Fig. 2 shows a section along the line B-B of Fig.l through the Ribbed tube, in which the fins (2) and the tube jacket (5) pass through at the same time Pouring liquid metal around the core tube (4) are made. With larger distances between the ribs can the fins (2) as indicated by the dashed line, in individual Fin stub to be dissolved.

Fig. 3 zeigt den Schnitt durch ein Kernrohr mit eingewalztem oder eingeschnittenem Quadrat- oder Rechteckgewinde (6). Es ist ferner in dieser Zeichnung auch das aus flüssigem Metall bestehende Mantelrohr (5) erersichtlich.Fig. 3 shows the section through a core tube with or rolled incised square or rectangular thread (6). It is also in this drawing also the casing tube (5) made of liquid metal can be seen.

In der Fig. 3 ist dabei der Zustand desKernrohres und des Mantelrohres bei Raumtemperatur wiedergegeben, bei welchem das Mantelrohr mit dem Erstarren der Schmelze fest auf dem Kernrohr aufgeschrumpft ist, wobei der Werkstoff des Mantelrohres eine Zugbeanspruchung bis zur Erreichung der Streckgrenze erfährt.3 shows the state of the core tube and the jacket tube reproduced at room temperature, at which the jacket tube with the solidification of the Melt is firmly shrunk onto the core tube, the material of the jacket tube is subjected to tensile stress until the yield point is reached.

In Fig. 4 sind Kern- und Mantelrohr-bei höherer Temperatur z.B. 300 grd. wiedergegeben, wobei die Voraussetzung gemacht -ist, daß der Wärmeausdehnungskoeffizieht des Mantelrohres doppelt so groß ist wie der des Kernrohres. Letzteres ist z.B. dann der Fall, wenn das Kernrohr aus Stahl, das Mantelrohr aus Aluminium besteht.In Fig. 4, the core and jacket tubes are, for example, 300 at a higher temperature grd. reproduced, the assumption being made that the coefficient of thermal expansion pulls of the jacket pipe is twice as large as that of the core pipe. The latter is e.g. this is the case when the core tube is made of steel and the jacket tube is made of aluminum.

Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, hat infolge seines größeren Ausdehnungskoeffizienten das Mantelrohr trotz seiner Vorspannung im kalten Zustand jetzt eine solche Durchmesservergrößerung erfahren, däß es sich vom Kernrohr abgehoben hat. Durch das Vorhandensein des eingeschnittenen Gewindes mit zur Rohrachse senkrechten Flanken ist trotz der Durchmesservergrößerung eine ununterbrochene- Wärmeleitung zwischen Kern- und Mantelrohr über die Flanken des eingeschnittenen Gewindes sichergestellt.As can be seen from FIG. 4, due to its larger coefficient of expansion the jacket pipe now has such an increase in diameter in spite of its pretension in the cold state learned that it has lifted off the core tube. By the presence of the incised Thread with flanks perpendicular to the pipe axis is despite the increase in diameter an uninterrupted heat conduction between the core and jacket tube over the flanks of the incised thread ensured.

Die zeichnerische Darstellung in Fig. 4 läßt erkennen, daß die gewünschte Aufrechterhaltung der wärmeleitenden Verbindung zwischen Mantel- und Kernrohr nur bei zur Rohrachse annähernd senkrechten Flanken des eingeschnittenen Gewindes erreicht wird und-z.B. bei Einschneiden eines üblichen Gewindes mit schrägen Flanken, also dreieckigem Gewindeprofil, die wärmeleitende Verbindung auf dem größten Teil des Rohrumfanges unterbrochen wäre. Bei den meist gegebenen hohen Wärmestromdichten bei Rippenrohren lassen sich demnach glatte Rohre nur bis zu einer solchen Temperatur verwenden, als durch die Vorspannung des Mantelrohres auf dem Kernrohr eine satte Anlage gewährleistet ist.The graphic representation in Fig. 4 shows that the desired Maintaining the heat-conducting connection between the jacket and core tubes only achieved when the flanks of the incised thread are approximately perpendicular to the pipe axis will and-e.g. when cutting a common thread with sloping flanks, that is triangular thread profile, the thermally conductive connection on most of the Pipe circumference would be interrupted. With the mostly given high heat flux densities in the case of finned tubes, smooth tubes can only be produced up to such a temperature than a full one due to the pretensioning of the jacket tube on the core tube System is guaranteed.

Claims (2)

AnsprücheExpectations 1 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rippenrohren und berippten Taschen aus Rippenteilstücken, bei welchen zur Verbindung der Rippenteilstücke mit dem Rohr flüssiges Metall verwendet wird, und bei welchen nach der Erstarrung des flüssigen Metalls dieses sowohl die Aufgabe der mechanisch festen Verbindung zwischen Rippenteilstücken und Rohr übernimmt, und gleichzeitig die wärmeleitende Brücke zwischen Rippenteilstücken und Rohr dargestellt und bei welchen die Rippenteilstücke zahn- oder schwalbenschwanzförmige kleine, am Rohrprofilumfang verteilte Ausstanzungen besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Umgießung des Kernrohres durch entsprechende Gestaltung der Kokille gleichzeitig zwei Flossen (2) in Richtung der Trennfuge zwischen den Rippenteilstücken (1) angegossen sind und die Rippenteilstücke (1) auch an der Trennfuge kleine schwalbenschwanzförmige Ausstanzungen (3b) erhalten, die beim Eingießen des flüssigen Metalls von diesem ausgefüllt werden.1 Method and device for the production of finned tubes and finned Bags made of rib sections, in which to connect the rib sections with liquid metal is used in the pipe, and in which after the solidification of the liquid metal this both the task of the mechanically strong connection between Fin sections and tube takes over, and at the same time the heat-conducting bridge shown between rib sections and pipe and in which the rib sections Tooth-shaped or dovetail-shaped small cutouts distributed around the circumference of the pipe profile have, characterized in that with the encapsulation of the core tube by appropriate Design of the mold at the same time two fins (2) in the direction of the parting line between the rib sections (1) are cast and the rib sections (1) also on the Parting line received small dovetail-shaped cut-outs (3b), which when pouring of the liquid metal are filled by this. 2 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rippenrohren und berippten Taschen aus Rippenteilstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernrohr vor dem Eingießen des flüssigen Metalls ein Rechteck- oder Quadratgewinde mit zur Rohrachse senkrechten Flanken eingewalzt oder eingeschnitten erhält.2 Method and device for the production of finned tubes and finned Pockets made from rib sections according to claim 1, characterized in that the core tube Before pouring the liquid metal, use a rectangular or square thread Pipe axis vertical flanks are rolled or cut into.