DE3414230A1

DE3414230A1 - Waermetauscherrohr

Info

Publication number: DE3414230A1
Application number: DE19843414230
Authority: DE
Inventors: Ernst Behm; Karl-Heinz 5750 Menden Mayr
Original assignee: MAYR KARL HEINZ
Current assignee: Mayr Karl-Heinz 5750 Menden De Behm Ernst 890
Priority date: 1984-04-14
Filing date: 1984-04-14
Publication date: 1985-10-24
Also published as: DE3414230C2

Description

Wärmetauscherrohr
Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscherrohr gemäß Bild 1, speziell für innenverdampfende Kältemittel, das aus metallischen Werkstoffen - vornehmlich Kupfer und seinen Legierungen - hergestellt wird.
Bekannt sind Rohre mit Innenstrukturen zur Verbesserung des Verdampfungsvorganges, wie eingezogene Aluminiumprofile, Nuten (AS 2552679) oder Oberflächenaufrauhungen (DE 2740396B2), z.B. durch Sandstrahlen oder Metallpulver aufsintern, die entweder zur Oberflächenvergrößerung bzw. zur Erhöhung der für den Verdampfungsvorgang wichtigen Keimbildungsstellen dienen.
Die Nuten bislang bekannter Rohre werden meist durch Ziehvorgänge über Profildorne auf die Rohrinnenoberfläche aufgebracht und haben eine verhältnismäßig glatte Oberfläche. Diese wiederum wirkt sich durch ihre Struktur nachteilig für Verdampfungsvorgänge aus, auch wenn sie gegenüber einem Glattrohr bereits Vorteile bietet.
Weiterhin sind Rohre mit Innennuten bekannt, die durch einen kontinuierlichen Walz-Berippungsprozeß hergestellt werden, wobei die Innenstruktur glatt ist (DE 2431162C3).
Eine Kombination von eingebrachten Nuten mit anschließender Oberflächenaufrauhung durch Sandstrahlen erbringt eine weitere Verbesserung des Verdampfungsvorganges, wobei die dadurch erzielten Leistungen bei weitem nicht die Leistungen der der Erfindung zugrunde liegenden Rohrausführung erreichen, wie aus dem Leistungsdiagramm gemäß Bild 2 hervorgeht.
Der Erfindung lag die Auflage zugrunde, ein Rohr mit verbesserten Wärmeübergangseigenschaften zu schaffen, das zusätzlich wirtschaftlich herstellbar ist. Die Aufgabe ist durch eine Rohrausführung gelöst worden, die auf der Rohrinnenseite parallel verlaufenden Längsnuten (1) aufweist, die mit unregelmäßigen kraterförmigen Strukturen (2) überlagert wird.
Die Nuten (1) werden durch ein Innenwerkzeug geformt, wobei gleichzeitig durch einen auf das Rohr ausgeübten äußeren punktuell unterschiedlichen Verformungsvorgang (4) die unregelmäßigen Oberflächenstrukturen den Nuten überlagert werden.
Die Überlagerung von Innennuten (1) und zusätzlichen Kraterstrukturen (2) ergeben die hohen Wärmeübergangswerte, da bei diesem Rohr neben der Oberflächenvergrößerung eine für die Verdampfung wirkungsvolle Rauhigkeit erreicht wird, die für die hohen Keimbildungszahlen von Wichtigkeit ist.
Die Innennuten (1) sind in ihrer Profilform dreieckig, trapezförmig, rund oder auch zylindrisch einzubringen, wobei die Breite am Fuß der Nut 0,1 - 1 mm und die Tiefe der Nut 0,1 - 0,4 mm bevorzugt betragen sollen.
Als vorteilhaft für den Wärmbüt-ergang haben sich Steigungen für die parallel verlaufenden Nuten (1) in einem Winkel zur Längsachse des Rohres von 0 - 700 ergeben. Zur Erzeugung der die Nuten überlagernden Krater (2) ist eine punktuell unterschiedliche Verformung auf der Rohraußenseite (4) erforderlich, die bevorzugt durch ein auf die Rohraußenoberfläche Pyramiden erzeugendes Werkzeug erreicht wird. Die Abmessungen (4) liegen vorzugsweise in einer Teilung von 0,3 - 2,5 mm, die Steigung zur Längsachse des Rohres sollte zwischen 10 und 800 betragen.
Die Steigungen von Innennuten (1) und Außenstruktur (4) können gleichförmig oder gegenläufig sein.
Wegen der unbedingten Erforderlichkeit der Überlagerung von punktueller Außenstruktur (4) zur Innenprofilierung zur Erzeugung der kraterförmigen Ausnehmungen (2) sind Rohrwand- dicken bis ca. 2 mm zu bevorzugen.
Im Bild 1 ist die unregelmäßige Rohrinnenstruktur zu sehen, mit den spiralförmig verlaufenden Nuten (1), die durch die Krater (2) überlagert sind. Ebenfalls kann dem Bild 1 die rauhe Außenoberfläche (4) entnommen werden, die die kraterförmigen Ausnehmungen erzeugt.
Bild 2 zeigt ein Leistungsdiagramm des neuen Verdampferrohres im Vergleich zu einem Glattrohr mit eingezogenen Aluminium-Innensternen, das bislang vornehmlich als Standard-Verdampferrohr in der Industrie eingesetzt wurde und einem spiralförmig profilierten Innenrohr. Die Leistungssteigerung des neuen Rohres mit Innennuten (1) und überlagerten Kratern (2) beträgt bei einer Wassergeschwindigkeit von 1,5 m/s ca. 60 °Ó zu anderen bekannten Rohrsystemen.

Claims

Patentansprüche: 1. Wärmetauscherrohr zur Übertragung von Wärme auf eine siedende Flüssigkeit, das auf der Innenseite eine Vielzahl von schraubenförmig verlaufenden Längsnuten (1) aufweist, die durch spanlose Profilierung der Rohraußenwand (4) mit feinen Kratern (2) überlagert sind.
2. Wärmetauscherrohre nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Innennuten (1) dreieckig, trapezförmig, zylindrisch oder rund ausgebildet sind, vornehmlich im Abmessungsbereich von 0,1 mm - 1 mm Breite am Fuß und einer Tiefe von 0,1 - 0,4 mm.
3. Wärmetauscherrohre nach Anspruch 1 und 2 dergestalt, daß die parallel verlaufenden Nuten (1) bevorzugt unter einer Steigung («) zur Längsachse bis 700 verlaufen.
4. Wärmetauscherrohre nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Außenprofilierung (4) auf einem Profildorn erzeugten Innennuten (1) eine unregelmäßige, kraterförmige Struktur (2) aufweisen, die durch punktuell unterschiedliche Verformung auf der Außenseite (4) erzeugt wird.
5. Wärmetauscherrohr nach Anspruch 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus allen gebräuchlichen Werkstoffen, I- I wie z.B. Kupfer und Kupferlegierungen, Stahl, Edelstahl und Titan in Wanddicken von 0,4 - 2 mm hergestellt wird.
6. Wärmetauscherrohr nach obigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Außenprofirierung (4) bevorzugt mit einer Teilung von 0,3 - 2,5 mm ausgeführt wird und bevorzugt in einer Steigung zur Längsachse von 10 - 800 erfolgt und gleich- oder gegenläufig zur Innenprofilierung verläuft.
7. Wärmetauscherrohr nach obigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß gegebenenfalls nach der äußeren Profilierung (4) die Rohrwand (3) außen wieder mechanisch geglättet wird.
8. Wärmetauscherrohre nach Anspruch 1 - 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus einem entsprechend profilierten Band durch Längsnahtschweißung hergestellt ist.