DE2517249A1

DE2517249A1 - Waermetauscherrohr aus metall mit einer schraubenlinienfoermigen wellung

Info

Publication number: DE2517249A1
Application number: DE19752517249
Authority: DE
Inventors: Kurt Mueller
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1975-04-18
Filing date: 1975-04-18
Publication date: 1976-10-28

Description

Wärmetauscherrohr aus Metall mit einer schraubenlinienförmigen Wellung Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscherrohr aus Metall mit einer schraubenlinienförmigen Wellung mit geringer Steigung und großer Welltiefe.
Für Wärmetauscherrohre kommt es in erster Linie darauf an, den Wärmeübergang zwischen dem wärmeabgebenden und dem wärmeaufnehmnnden Medium möglichst günstig zu gestalten. Aus diesem Grunde ist bereits vorgeschlagen worden, Wellrohre in Wärmetauscherrohren einzusetzen. Der verbesserte Wärmeü-bergang bei Wellrohren wird nicht nur durch die vergrößerte Oberfläche der Wellrohre gegenüber einem Glattrohr hervorgerufen, sondern hat auch seine Ursache in einer intensiven Verwirbelung der Medien an der gewellten Rohrwandung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmeübergang bei Wellrohren noch zu verbessern. Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscherrohr der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Wellung eine Vielzahl von weiteren Wellungen mit gegenläufiger Wellenrichtung, wesentlich geringerer Welltiefe und einer zumindest fünfmal so großen Wellensteigung überlagert ist. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es gelungen, ein Wärmetauscherrohr mit wesentlich günstigeren Wärmeübergangszahlen zu errei shen, ohne die günstigen Eigenschaften des Wellrohres, wie beispielsweise Flexibilität,zu beeinträchtigen.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, der Wellung mit geringer Steigung zumindest fünf vorzugsweise zehn Wellungen mit gleicher Wellensteigung zu überlagern. Dabei sollten die große und die kleine Wellensteigung senkrecht zueinander gerichtet sein. Die Welltiefe der Wellung mit größerer Steigung sollte sich in Richtung der Steigung stetig verändern. Dadurch wird erreicht, daß die Rohrrejbungsverluste bei wesentlich ünstigeren Wärmeübergangszahlen sich nicht wesentlich erhöhen.
Zur Herstellung derartiger Wärmetauscherrohr hat sich ein Verfahren als besonders verteilhaft erwiesen, bei dem ein kontinuierlich bewegtes Glattrohr über einen im Innern des Glattrohres angeordneten Dorn abgestützt, mittels eines ex zentrisch gelagerten sich auf der Oberfläche des Rohres abwizenden, unmittelbar hinter dem Abstützpunkt angreifenden Wellwerkzeuges gewel&t und die Exzentrizität des Weflwerkzeuges so eingestellt wird, daß das Rohrmaterial quer zur Richtung der geringeren WeIl steigung in Abständen gestaucht bzw. gefaltet wird. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, Wärmetauscherrohre in nahezu unendlichen Längen in wirtschaftlicher Weise herzustellen. Aufgrund ihrer guten Flexibilität können die hergestellten Wärmetauscherrohreauf übliche Kabeltrommeln aufgetrommelt und bei Bedarf die notwendigen Längen von dieser Vorratstrommel abgezogen werden.
Das Formen eines Metallbandes, Längsnahtverschweißen der Bandkanten und Wellen des Rohres Dllte dabei zweckmäßig erweise in einem Arbeitsgang geschehen.
Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten AuJführungbaipiele e näher erläutert.
In der Figur 1 ist ein metallisches Wellrohr, vorzugsweise aus Edelstahl, dargestellt, dessen Grundwellung in Richtung der Achse A schraubenlinienförmig verläuft. Es hat sich nun gezeigt, daß die Wärmeübergangszahlen bei Wellrohre wesentlich gesteigert werden können, wenn man die Wellung so ausbildet, daß an den Wellenflanken Stauch- bzw. Faltstellen entstehen, die nahezu senkrecht zur Achse A verlaufen. Die Gesamtheit dieser Falt- bzw. Stauchstellen 1 ergibt das Bild mehrerer die in Richtung der Achse A verlaufenden Wellung überlagernden Wellungen, die in Richtung der Achse C bzw B verlaufen.
Ein derartiges Rohr läßt sich vorteilhafterweise in Wärmetauscherrohren einsetzen, die aus zwei konzentrischen Wellrohren bestehen. Bei dem Innenrohr handelt es sich um ein übliches, schraubenlinienförmig gewelltes Metallrohr. Als Außenrihr wird das Rohr gemäß der Lehre der Erfindung verwendet, dessen Grundwellung der Wellung des Innenrohres entgegengerichtet ist. Das Wärmeträgermedium durchströmt den Ringraum zwischen den Rohren.
Das Innenrohr wird aus einem Edelrfahlglattrohr mit einem Außendurchmesser von 52 mm und einer Wanddicke von 0,5 mm gefertigt. Nach dem Wellen beträgt der Außendurchmesser 51,3 mm und die lichte Weite (Innendurchmesser) 41,3 111. Die Wellensteigung, d.h. der axiale Abstand zweier Wellenberge bzw Wellentäler ist 12 mm.
Das Außenrohr wird aus einem Edelstahlglattrohr mit einem Außendurchmesser von 69,4 mm und einer Wanddicke von 0,65 mm gefertigt. Nach dem Wellen, die Qrundwellung ist der Wellung des Innenrohres entgegengerichtet, ist der Außendurchmesser 70,5 mm und der Innendurchmesser 52 mm. Die Wellensteigung der Qrundwellung beträgt 30 mm.
In der Figur 2 ist eine Vorrichtung schomatisch dargestellt, mit der das erfindungsgeiäße Wärmetauscherrohr in besonders wirtschaftlicher Weise hergestellt werden kann. In nicht dargestellter Weise wird ein längseinlaufendes Metallband kontinuierlich zu einem Schlitzrohr geformt, mittels elektrischer Lichtbogenschweißung verschweißt und anschließend einer Welleinrichtung 2 zugeführt. Die Welleinrichtung 2 besteht aus einem drehantnibbaren Wellerkopf 3, in dem ein Wellwerkzeug 4 drehbar gelagert ist. Das Glattrohr 5 wird durch eine feststehende Büchse 6 abgestützt. Im Inneren des Glattrohres 5 ist ein an einer Dornstange 7 befestigter Dorn 8 angeordnet.
Die Dornstange 7 ist im Bereich der nicht mehr dargestellten Formeinrichtung für das Metallband befestigt. Der Dorn 8 wird nun so gelagert, daß sein Ende mit dem Ende der Büchse 6 fluchtet. Zur Erzeugung des erfindungsgemäßen Wärmetauscherrohres wird das Wellwerkzeug 4 in dem Wellerkopf 3 so weit in eineexzentrische Lage gebracht, bis das Rohrmaterial quer zur Richtung der Wellung in Abständen gestaucht bzw.
gefaltet wird, wie bei 1 dargestellt. Dorn 8 und Büchse ß stützen dabei das Glattrohr 5 ab und ermöglichen eine drart deformierte Wellung. Die exzentrische Lagerung des Wellwerkzeuges 4 im Wellerkopf 3 wird durch die Zapfen 9 ermöglicht, die in Bohrungen 10 geführt sind.

Claims

Patentansprüche

1. Wärmetauscherrohr aus Metall mit einer schraubenlinienförmigen Wellung mit geringer Steigung und großer Welltiefe, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellung eine Vielzahl von weiteren Wellungen mit gegenläufiger Wellrich-c tung, wesentlich geringerer Welltiefe und einer zumindest fünfmal so großen Wellensteigung überlagert ist.

2. Wärmetauscherrohr nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß der Wellung mit geringer Steigung zumindest fünf@ vorzugsweise zehn Wellungen mit gleicher Wellensteigung überlagert sind und die große und die kleine Wellensteigung senkrecht zueinander gerichtet sind.

3. Wärmetauscherrohr nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekeunzeichnet, daß die Welltiefe der Wellung mit größerer Steigung sich in Richtung ihrer Stegung ständig ändert.

4. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherrohres nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß ein kontinuierlich bewegtes Glattrohr über einen im Innern des Glattrohres angeordneten Dorn abgestützt und mittels eines exzentrisch gelagerten, sich auf der Oberfläche des Rohres abwälzenden unmittelbar hinter dem Abstützpunkt angreifenden Wellworkzeuges gewellt wird und die Exzentrizität das Wellwerkzeuges so eingestellt wird, daß das Rohrmaterial quer zur Richtung der geringeren Wellensteigung im A@ständen gestaucht bzw. gefaltet wird.