(19)
(11) EP 0 222 100 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
20.05.1987  Patentblatt  1987/21

(21) Anmeldenummer: 86112550.8

(22) Anmeldetag:  10.09.1986
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4F28F 1/36, F28F 13/18, B21C 37/20, B21D 15/04
(84) Benannte Vertragsstaaten:
DE FR GB NL SE

(30) Priorität: 31.10.1985 EP 85113859

(71) Anmelder: WIELAND-WERKE AG
89079 Ulm (DE)

(72) Erfinder:
  • Kästner, Hans-Werner, Ing.Grad.
    D-7917 Vöhringen 2 (DE)
  • Klöckler, Robert
    D-7919 Tiefenbach (DE)
  • Hage, Manfred, Dr.-Ing.
    D-7913 Senden-Ay (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Rippenrohr mit eingekerbtem Nutengrund und Verfahren zu dessen Herstellung


    (57) Die Erfindung betrifft ein einstückiges Rippenrohr (1), insbesondere für Wärmeübertrager od. dgl., mit auf der Rohraußenseite schraubenlinienförmig umlaufenden Rippen (2), deren Fuß (4) im wesentlichen radial von der Rohrwandung (5) absteht, wobei im Bereich des Nutengrundes (3') der zwischen den Rippen (2) schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten (3) voneinander getrennte Eindrückungen in der Rohrwandung (5) vorhanden sind.
    Zur Verbesserung der Wärmeübertragung wird vorgeschlagen, die Eindrückungen als feine Einkerbungen (8) auszubilden, deren in Richtung der Mittellinien (8') gemessene Länge L kleiner ist als die Rippenteilung (tR).
    Es sind 0,5 bis 20 Einkerbungen pro cm Nutlänge vorgesehen, vorzugsweise 4 bis 13, insbesondere 7 bis 11 Einkerbungen pro cm Nutlänge.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft ein Rippenrohr der im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschriebenen Gattung.

    [0002] Ein einstückiges Rippenrohr der genannten Art (etwa nach der EP-OS 0.102.407) weist auf der Rohrinnenseite eine unterbrochene Innenwelligkeit unterhalb der äußeren Nuten auf; auf der Rohrinnenseite sind voneinander getrennte Vorsprünge aus verlagertem Rohrwandungsmaterial vorgesehen. Daraus resultieren rohrinnenseitig günstige Wärmeübertragungseigenschaften. Den inneren Vorsprüngen entsprechen auf der Rohraußenseite voneinander getrennte Eindrückungen in der Rohrwandung, die in Schraubenlinienrichtung der äußeren Nuten über eine Länge in der Größenordnung einer Windung verlaufen. Diese Eindrückungen im Bereich des Nutengrundes bewirken zwar eine Oberflächenvergrößerung der Rohraußenseite gegenüber einem unverformten Rohr, haben jedoch nur einen geringen Einfluß auf den Wärmeübergang an der Rohraußenseite.

    [0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Rohrwandung im Bereich des Nutengrundes auf einfache Weise so zu gestalten, daß die Wärmeübertragung verbessert wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Eindrückungen als feine Einkerbungen ausgebildet sind, deren in Richtung der Mittellinien gemessene Länge L kleiner ist als die Rippenteilung (tR).

    [0004] Die Mittellinien sollen dabei die tiefsten Punkte der rinnenförmigen Einkerbungen miteinander verbinden (Rippenteilung tR = Abstand von Rippenmitte zu Rippenmitte).

    [0005] Die feinen Einkerbungen lassen sich leicht während des Walzvorgangs für das Rippenrohr herstellen.

    [0006] Die Erörterung der wärmetechnischen Vorteile erfolgt weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels.

    [0007] Es ist zwar bisher bekannt, die Wärmeübertragung von Rippenrohren durch Einkerbung der Rippen zu verbessern (vgl. beispielsweise DE-OS 1.501.656 oder DE-OS 2.532.143), eine Einkerbung der Rohrwandung im Bereich des Nutengrundes lag jedoch nicht nahe, da beispielsweise nach der DE-OS 1.501.656 die dort verwendeten Rillwerkzeuge gleichzeitig mehrere Rippen einkerben, also kein Einkerben des Nutengrundes möglich war.

    [0008] In dem Aufsatz von Marto, Wanniarachchi, Pulido "AUGMENTING THE NUCLEATE POOL-BOILING CHARACTERISTICS OF GEWA-T FIN-NED TUBES IN R-113" in National Heat Transfer Conference, Denver, Colorado, 1985 (August 1985), der sich mit einer Untersuchung von Rippenrohren mit T-förmigen Rippen beschäftigt, wird u. a. auf S. 71, rechte Spalte, vorgeschlagen, daß das vorteilhafte (beispielsweise durch die US-PS 3.521.708 bekannte) Einlegen von Drähten in den Zwischenraum zwischen den Rippen simuliert werden könnte durch eine Aufrauhung oder eine poröse Beschichtung des Zwischenraums.

    [0009] Eine solche poröse Beschichtung ist beispielsweise durch die DE-PS 2.900.453 vorbekannt. Dadurch konnte aber die erfindungsgemäße Anordnung feiner Einkerbungen im Nutengrund nicht nahegelegt werden, da in der DE-PS eine Beschichtung des gesamten Zwischenraums, nicht aber eine Behandlung des Nutengrundes allein gelehrt wird.

    [0010] Hinsichtlich der weiterhin vorgeschlagenen Aufrauhung wird nicht angegeben, in welcher Weise die Aufrauhung überhaupt erfolgen soll. Dem Fachmann geläufige Aufrauhungsarten wie beispielsweise Ätzen, Beizen, Sandstrahlen, Schmirgeln usw., die insbesondere zur Reinigung von Metalloberflächen verwendet werden, führen nicht zu feinen Einkerbungen im Sinne der Erfindung.

    [0011] Nach der FR-PS 2.493.735 ist die Oberfläche von Walzscheiben zur Herstellung eines Wellrohres durch Sandstrahlen aufgerauht und an Vorsprüngen mit Riefen versehen. Diese Riefen können sich in das herzustellende Wellrohr eindrücken. Abgesehen davon, daß die FR-PS eine andere Guttung betrifft, nämlich ein Wellrohr statt eines Rippenrohres; wird die Oberfläche der Walzscheiben primär in der beschriebenen Weise ausgebildet, um einen einwandfreien Vorschub des Wellrohres zu gewährleisten.

    [0012] Besondere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rippenrohres sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 25. So ist die senkrecht zur Richtung der Mittellinien gemessene Breite B der Einkerbungen vorzugsweise kleiner bzw. gleich deren Länge L.

    [0013] Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung schließen die Mitellinien der Einkerbungen mit der Schraubenlinienrichtung der Nuten einen Winkel a ein, wobei 0° < a < 180°; insbesondere gilt für a : 10° < α < 170°. Bevorzugt verlaufen die Mittellinien etwa senkrecht zur Schraubenlinienrichtung, also α = 90°.

    [0014] In den Fällen geringer Dicke der Rohrwandung empfiehlt sich nur eine geringfügige Einkerbung, dafür sollen sich die Einkerbungen jedoch jeweils bis in den Fuß benachbarter Rippen erstrecken - (Fig. 6). In besonderen Fällen ist es ausreichend, wenn die Einkerbungen jeweils nur in dem Fuß benachbarter Rippen vorhanden sind (Fig. 7). Regelmäßige Abstände der Einkerbungen untereinander sind bevorzugt.

    [0015] Es empfiehlt sich, 0,5 bis 20 Einkerbungen pro cm Nutlänge anzuordnen, vorzugsweise 4 bis 13, insbesondere 7 bis 11 Einkerbungen pro cm Nutlänge (Messung der Länge entlang der Schraubenlinienrichtung der Nut).

    [0016] Die Tiefe der Einkerbungen beträgt vorzugsweise 0,01 bis 1,0 mm, insbesondere 0,05 bis 0,5 mm. Im Querschnitt sind die Einkerbungen etwa V-, trapez-oder halbkreisförmig od. dgl. Es empfiehlt sich, unterschiedliche Querschnittsformen miteinander zu kombinieren.

    [0017] Die Wärmeübertragungseigenschaften auf der Rohraußenseite werden verbessert, wenn die Rippen des erfindungsgemäßen Rohres mit einer T-Form umlaufen. Besondere Vorteile ergeben sich dabei für Rohre mit T-förmigen Rippen nach den Merkmalskombinationen der Ansprüche 17 bis 23. Die Rohrinnenseite ist üblicherweise im wesentlichen glatt ausgebildet, eine Verbesserung der Wärmeübertragung wird durch eine Innenwelligkeit erzielt, wenn in Schraubenlinienrichtung der äußeren Nuten durchgehende Vorsprünge vorhanden sind.

    [0018] Die erfindungsgemäßen Rippenrohre werden bevorzugt in überfluteten Verdampfern eingesetzt.

    [0019] Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Rippenrohres. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Merkmale a) und b) nach Anspruch 26. Die Formulierung "und/oder" in Anspruch 26 bezieht sich darauf, ob sich das Rohr bei der axialen Vorschubbewegung gleichzeitig drehen soll oder nicht. Dabei wird das Glattrohr vorzugsweise durch einen darin liegenden Walzdorn abgestützt.

    [0020] Zur Herstellung eines Rippenrohres mit T-förmigen Rippen empfiehlt sich ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 28.

    [0021] Die Erzeugung einer Innenwelligkeit des Rippenrohres wird vorzugsweise nach Anspruch 29 durchgeführt.

    [0022] Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

    Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Rippenrohr mit T-förmigen Rippen im Teilschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Rippenrohr gemäß Linie A -A in Figur 1,

    Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rippenrohres, bei dem zum besseren Nachweis der Einkerbungen im Nutengrund die T-förmigen Rippen teilweise entfernt sind,

    Fig. 4 perspektivisch in vergrößertem Maßstab Einkerbungen im Nutengrund mit unterschiedlichem Querschnitt,

    Fig. 5 schematisch einen Ausschnitt der abgewickelten Rohroberfläche zur Erläuterung der Abmessungen der Einkerbungen,

    Fig. 6 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rippenrohr, bei dem sich eine Einkerbung jeweils bis in den Fuß benachbarter Rippen erstreckt,

    Fig. 7 eine Abwandlung von Fig. 6, bei der jeweils nur der Fuß benachbarter Rippen eingekerbt ist,

    Fig. 8 eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rippenrohres mit T-förmigen Rippen,

    Fig. 9 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kerbscheibe mit achsparallelen Zähnen,

    Fig. 10 eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rippenrohres mit inneren Vorsprüngen und mit T-förmigen Rippen,

    Fig. 11 das Verhältnis Q T gekerbt Q T der Verdampfungsleistung eines erfindungsgemäßen T-Rippenrohres im Verleich zu einem entsprechenden T-Rippenrohr ohne Einkerbungen und

    Fig. 12 das Verhältnis CI T gekerbt/Q T als Funktion der Anzahl der Einkerbungen pro cm Nutlänge.



    [0023] Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Rippenrohr 1 im Teilschnitt bzw. im Querschnitt. Auf der Rohraußenseite laufen T-förmige Rippen 2 schraubenlinienförmig um, zwischen denen eine ebenfalls schraubenlinienförmig verlaufende Nut 3 gebildet ist. Der Fuß 4 der Rippen 2 steht radial von der Rohrwandung 5 ab, während die Rippenenden 6 jeweils so zur T-Form gestaucht sind, daß verengte Spalten 7 gebildet sind (vgl. die obere Spaltbreite S in Fig. 1). Der Abstand zwischen den Rippen 2 ändert sich kontinuierlich, so daß die Nuten 3 im wesentlichen als abgerundete Hohlräume ausgebildet sind. Die Rippenteilung als Abstand von Rippenmitte zu Rippenmitte ist mit tR bezeichnet.

    [0024] Die Rohrwandung 5 weist im Bereich des Nutengrundes 3' feine Einkerbungen 8 auf, die im wesentlichen in Axialrichtung des Rohres 1 verlaufen und in Umfangsrichtung des Rohres einen regelmäßigen Abstand aufweisen. Die Tiefe der Einkerbungen 8 ist mit T bezeichnet (vgl. insbesondere Fig. 2).

    [0025] Zur besseren Darstellung der Einkerbungen 8 im Nutengrund 3' sind in Fig. 3 die T-förmigen Rippen 2 teilweise entfernt. Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab Einkerbungen 8 im Nutengrund 3' mit V-, trapez-und halbkreisförmigen Querschnitt. Die tiefsten Punkte der rinnenförmigen Einkerbungen 8 werden jeweils durch die dargestellten Mittellinien 8' verbunden. Wie Fig. 5 deutlich zeigt, schließen die Mittellinien 8' mit der Schraubenlinienrichtung der Nuten 3 einen Winkel a ein (hier im Spezialfall ist a = 90°). Die in Richtung der Mittellinien 8' gemessene Länge der Einkerbungen 8 ist mit L, die senkrecht dazu gemessene Breite mit B bezeichnet. L und B sind deutlich kleiner als tR.

    [0026] In Fig. 6 ist schematisch in vergrößertem Maßstab dargestellt, wie sich eine Einkerbung 8 jeweils bis in den Fuß 4 benachbarter Rippen 2 erstreckt, so daß in den Rippenflanken ausgeprägte Ecken 4' entstehen. Es sind zusätzlich die Kernwanddicke W und die Tiefe T der Einkerbungen 8 eingetragen. Die um T verminderte Kernwanddicke ist mit WR (= Restwanddicke) bezeichnet, die Tiefe der eingekerbten Rippenflanken mit Tf. Insbesondere bei geringer Restwanddicke WR ist jeweils nur der Fuß 4 benachbarter Rippen 2 eingekerbt - (vgl. Fig. 7 mit T = 0).

    [0027] Die Vorrichtung. nach Fig. 8 zur Herstellung eines T-Rippenrohres 1 läßt sich bei einem ortsfesten Walzkopf (bei sich drehendem Rohr) oder bei einem drehbaren Walzkopf (bei lediglich axial vorschiebbarem Rohr) verwenden. Im folgenden wird die Funktionsweise bei sich drehendem Rohr erläutert:

    [0028] Bei der Vorrichtung nach Fig. 8 sind jeweils ein Walzwerkzeug 9, eine gezahnte Kerbscheibe 10, eine Distanzscheibe 11, eine zylindrische Glättrolle 12, eine Spaltrolle 13 für die Rippen und eine zylindrische Stauchrolle 14 in einem durch Ziffer 15 angedeuteten Werkzeughalter integriert (bis auf die Kerbscheibe 10 entspricht die Vorrichtung derjenigen nach der DE-OS 2.758.526). Es sind noch zwei weitere Werkzeughalter 15, jedoch ohne Kerbscheibe 10, vorgesehen, die jeweils um 120° gegeneinander versetzt am Umfang des Rohres 1 angeordnet sind (hier ist nur ein Werkzeughalter 15 dargestellt). Es können beispielsweise auch vier oder mehr Werkzeughalter 15 benutzt werden. Die Werkzeughalter 15 sind radial zustellbar. Sie sind ihrerseits in einem ortsfesten (nicht dargestellten) Walzkopf angeordnet.

    [0029] Das in Pfeilrichtung einlaufende Glattrohr 1' wird durch die am Umfang des Rohres angeordneten, angetriebenen Walzwerkzeuge 9 in Drehung versetzt, deren Achse schräg zur Rohrachse verläuft. Die Walzwerkzeuge 9 bestehen in an sich bekannter Weise aus nebeneinander angeordneten Walzscheiben 16, deren Durchmesser in Pfeilrichtung ansteigt.

    [0030] Die zentrisch angeordneten Walzwerkzeuge 9 formen in bekannter Weise die Rippen 2' aus der mittels eines Walzdorns 17 unterstützten Rohrwandung 5. Dabei findet zunächst in einem vorderen Bereich (Einzugsbereich) eine Durchmesserreduktion statt. In einem mittleren Bereich - (Fertigwalzbereich) erfolgt das Auswalzen der - schraubenlinienförmig umlaufenden Rippen 2'. In einem Werkzeughalter 15 ist dem Walzwerkzeug 9 eine gezahnte Kerbscheibe 10 nachgeschaltet, deren Außendurchmesser D größer ist als der Außendurchmesser der letzten Walzscheibe 16'. Die Kerbscheibe 10 weist achsparallele Zähne 18 auf (vgl. Fig. 9), so daß in der Rohrwandung 5 im Bereich des Nutengrundes 3' feine Einkerbungen 8 entstehen. Die Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch eine Kerbscheibe 10 mit Zähnen 18. Der Außendurchmesser ist mit D, die Höhe der Zähne 18 mit hz bezeichnet.

    [0031] Es empfiehlt sich, wenn die Kerbscheibe 10 pro cm Umfang etwa 0,5 bis 20 achsparallele oder - schräg verlaufende -im Querschnitt -etwa dreieck-, trapez-oder halbkreisförmige Zähne 18 aufweist, wobei die Zahnhöhe hz etwa 0,01 bis 10,0 mm beträgt.

    [0032] Die Ausbildung der T-förmigen Rippen 2 erfolgt in an sich bekannter Weise. Auf die Kerbscheibe 10 folgt eine Distanzscheibe 11. Durch die Glättrolle 12 wird eine Glättung der Enden der Rippen 2' erzielt, so daß die Enden der Rippen 2" auf einer gedachten, mit der Rohrmittelachse 19 koaxialen Zylinderfläche liegen. Die nachgeschaltete Spaltrolle 13 spaltet die Rippen 2" in Schraubenlinienrichtung und biegt sie gleichzeitig seitlich auf, so daß Y-Rippen 2'" resultieren, die durch eine Stauchrolle 14 in radialer Richtung zu T-förmigen Rippen 2 gestaucht werden. Die Dicke von Glättrolle 12, Spaltrolle 13 und Stauchrolle 14 entspricht jeweils etwa der Rippenteilung t R (zwischen Glättrolle 12 und Spaltrolle 13 ist noch eine Korrekturscheibe 20 angedeutet).

    [0033] Für die Herstellung eines Rippenrohres 1 mit inneren vorsprüngen 21 wird eine Vorrichtung gemäß Fig. 10 verwendet, bei der der Walzdorn 17 mit der letzten Walzscheibe 16' endet. In diesem Fall folgt in dem Werkzeughalter 15 auf das Walzwerkzeug 9 eine Drückrolle 22, deren Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der letzten Walzscheibe 16'. Durch die Drückrolle 22 wird die Nut 3 zwischen den Rippen 2 vertieft, so daß durch verlagertes Rohrwandungsmaterial Vorsprünge 21 auf der Rohrinnenseite ausgebildet werden (Innenwelligkeit H). Durch die Kerbscheibe 10, die auf die Drückrolle 22 folgt, erfolgt wiederum die Einkerbung des Nutengrundes 3'. Die Drückrolle 22 und die Kerbscheibe 10 weisen dabei eine kleinere Dicke als die letzte Walzscheibe 16' auf.

    [0034] Beispiel: Ausgehend von einem Glattrohr 1' aus sauerstofffreiem Cu (SF-Cu) mit 18,90 mm Außendurchmesser und 1,35 mm Wanddicke wurde mit einer Vorrichtung nach Fig. 10 ein Rippenrohr 1 mit den Abmessungen nach der folgenden Tabelle hergestellt (wegen der einzelnen Rohrgrößen vgl. insbesondere Fig. 1, 5 und 10).

    [0035] Tabelle: Rippenteilung tR 1,35 mm Rippendurchmesser dR 18,60 mm Kerndurchmesser dK 16,60 mm Innendurchmesser d, 14,94 mm Rippenhöhe hR 1,00 mm Länge L der Einkerbungen 8 0,60 mm Breite B der Einkerbungen 8 0,15 mm Tiefe T der Einkerbungen 8 0,10 mm Innenwelligkeit H 0,13 mm Kernwanddicke W 0,83 mm

    [0036] Dabei stieg der Durchmesser der verwendeten Walzscheiben 16 bis 36,5 mm an. Die Drückrolle 22 hatte einen Durchmesser von 37,0 mm; die Kerbscheibe 10 mit 50 Zähnen 18 der Höhe hz = 5,6 mm hatte einen Durchmesser D von 37,2 mm. Glättrolle 12 (0 = 34,3 mm), Spaltrolle 13 (ø = 35,10 mm), Stauchrolle 14 (ø = 35,10 mm). Zum Vergleich wurde mit einer Vorrichtung nach Fig. 10 ohne Kerbscheibe 10 ein Rippenrohr mit T-förmigen Rippen ohne Einkerbungen 8 am Nutengrund 3' hergestellt.

    [0037] Beide Rohre wurden im überfluteten Verdampferbetrieb (also Wasser im Rohr, Kältemittel außen) als Einzelrohr vermessen. Es ergab sich, daß das Rippenrohr 1 mit eingekerbtem Nutengrund 3' eine wesentlich höhere Leistung (Q T gekerbt) aufwies als das Vergleichsrohr mit glattem Nutengrund 3' (Q T). Gemäß Fig.11, in der das Leistungsverhältnis Q T gekerbt/Q T als Funktion des Wasserdurchsatzes v w (l/h) bzw. der Wassergeschwindigkeit Ww (m/s) aufgetragen ist, ergab sich eine Leistungssteigerung bis etwa 20%.

    [0038] Zur Herstellung der Einkerbungen 8 bei dem Rippenrohr 1 nach dem Beispiel wurde eine Kerbscheibe 10 mit 50 Zähnen 18 verwendet, was etwa 4 Einkerbungen pro cm Nutlänge entspricht.

    [0039] Für Vergleichsmessungen wurden mit einer Vorrichtung nach Fig. 10 weitere Rippenrohre 1 hergestellt, wobei lediglich Kerbscheiben 10 mit unterschiedlicher Anzahl der Zähne 18 verwendet wurden (alle übrigen Rohrgrößen blieben unverändert). Die so hergestellten Rippenrohre 1 mit unterschiedlicher Anzahl der Einkerbungen 8 pro cm Nutlänge wurden bei gleichen Bedingungen wie im Ausführungsbeispiel im überfluteten Verdampferbetrieb (Wasser im Rohr, Kältemittel R 22 außen) vermessen.

    [0040] Es wurden besonders gute Ergebnisse bei Rohren mit 4 bis 13 Einkerbungen pro cm Nutlänge, insbesondere mit 7 bis 11 Einkerbungen pro cm Nutlänge, erzielt, wie aus dem Diagramm nach Fig. 12 hervorgeht, in dem das Leistungsverhältnis Q τ gekerbt/Q Tals Funktion der Anzahl der Einkerbungen bei einem konstanten Wasserdurchsatz von Vw = 900 I/h aufgetragen ist.

    [0041] Für ein gekerbtes Rippenrohr 1 nach dem Ausfühfungsbeispiel (also mit 4 Einkerbungen 8 pro cm Nutlänge) ergab sich für v w = 900 I/h bereits eine Leistungssteigerung des gekerbten Rohres von 20 % gegenüber dem ungekerbten Rohr. Zum besseren Verständnis ist dieser Punkt sowohl in Fig. 11 als auch in Fig. 12 mit P gekennzeichnet. Nach Fig. 12 ergibt sich für den Bereich von 4 bis 13 Einkerbungen pro cm Nutlänge (Bereich X) eine Leistungssteigerung von mindestens 20 %, für den Bereich von 7 bis 11 Einkerbungen pro cm Nutlänge (Bereich Y) eine Leistungssteigerung von über 30 %.


    Ansprüche

    1. Einstückiges Rippenrohr (1), insbesondere für Wärmeübertrager od. dgl., mit auf der Rohraußenseite schraubenlinienförmig umlaufenden Rippen (2), deren Fuß (4) im wesentlichen radial von der Rohrwandung (5) absteht, wobei im Bereich des Nutengrundes (3') der zwischen den Rippen (2) schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten - (3) voneinander getrennte Eindrückungen in der Rohrwandung (5) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindrückungen als feine Einkerbungen (8) ausgebildet sind, deren in Richtung der Mittellinien (8') gemessene Länge L kleiner ist als die Rippenteilung (tR).
     
    2. Rippenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Richtung der Mittellinien (8') gemessene Breite B der Einkerbungen (8) S der Länge L der Einkerbungen (8) ist.
     
    3. Rippenrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinien (8') der Einkerbungen (8) mit der Schraubenlinienrichtung der Nuten (3) einen Winkel a einschließen, wobei 0° < a < 180°.
     
    4. Rippenrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Winkel α gilt: 10° < a < 170°.
     
    5. Rippenrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Winkel a gilt: α ≈ 90°.
     
    6. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einkerbungen (8) jeweils bis in den Fuß (4) benachbarter Rippen (2) erstrecken.
     
    7. Rippenrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen (8) jeweils nur in dem Fuß - (4) benachbarter Rippen (2) vorhanden sind.
     
    8. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen (8) in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.
     
    9. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis 20 Einkerbungen (8) pro cm Nutlänge angeordnet sind.
     
    10. Rippenrohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß 4 bis 13 Einkerbungen (8) pro cm Nutlänge angeordnet sind.
     
    11. Rippenrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß 7 bis 11 Einkerbungen (8) pro cm Nutlänge angeordnet sind.
     
    12. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (T) der Einkerbungen (8) 0,01 bis 1,0 mm beträgt.
     
    13. Rippenrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (T) der Einkerbungen (8) 0,05 bis 0,5 mm beträgt.
     
    14. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) mit einer im Rippenquerschnitt gleichbleibenden T-Form umlaufen.
     
    15. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend den zwischen den Rippen (2) - schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten (3) Rohrwandungsmaterial zur Bildung von in Schraubenlinienrichtung durchgehenden Vorsprüngen (21) radial zur Rohrinnenseite verlagert ist.
     
    16. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) statt schraubenlinienförmig ringförmig verlaufen.
     
    17. Einstückiges Rippenrohr (1), insbesondere für Wärmeübertrager od. dgl., mit auf der Rohraußenseite schraubenlinienförmig umlaufenden Rippen (2), deren Fuß (4) im wesentlichen radial von der Rohrwandung (5) absteht, wobei im Bereich des Nutengrundes (3') der zwischen den Rippen (2) schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten - (3) voneinander getrennte Eindrückungen in der Rohrwandung (5) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) mit einer im Rippenquerschnitt gleichbleibenden T-Form umlaufen, daß die Eindrückungen als feine Einkerbungen (8) ausgebildet sind, deren in Richtung der Mittellinien (8') gemessene Länge L kleiner ist als die Rippenteilung (tR), und daß 0,5 bis 20 Einkerbungen (8) pro cm Nutlänge angeordnet sind.
     
    18. Rippenrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Richtung der Mittellinien (8') gemessene Breite B der Einkerbungen (8) ≤ der Länge L der Einkerbungen (8) ist.
     
    19. Rippenrohr nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinien (8') der Einkerbungen (8) mit der Schraubenlinienrichtung der Nuten (3) einen Winkel a einschließen, wobei 0° < α < 180°.
     
    20. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß 4 bis 13 Einkerbungen (8) pro cm Nutlänge angeordnet sind.
     
    21. Rippenrohr nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß 7 bis 11 Einkerbungen (8) pro cm Nutlänge angeordnet sind.
     
    22. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einkerbungen (8) jeweils bis in den Fuß (4) benachbarter Rippen (2) erstrecken.
     
    23. Rippenrohr nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen (8) jeweils nur in dem Fuß - (4) benachbarter Rippen (2) vorhanden sind.
     
    24. Rippenrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23 zur Verwendung in einem überfluteten Verdampfer, dadurch gekenzeichnet, daß das Rippenrohr (1) außen von verdampfendem Kältemittel umgeben ist und daß sich im Inneren des Rippenrohres (1) eine Flüssigkeit befindet.
     
    25. Rippenrohr nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser ist.
     
    26. Verfahren zur Herstellung eines Rippenrohres (1) nach den Ansprüchen 1 bis 13, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Auf der äußeren Oberfläche eines Glattrohres (1') werden schraubenlinienförmig verlaufende Rippen (2') herausgewalzt, indem das Rippenmaterial durch Verdrängen von Material aus der Rohrwandung (5) nach außen mittels eines Walzvorgangs gewonnen wird und das entstehende Rippenrohr (1) durch die Walzkräfte in Drehung versetzt und/oder entsprechend den entstehenden Rippen (2) vorgeschoben wird, wobei die Rippen - (2') mit ansteigender Höhe aus dem sonst unverformten Glattrohr (1') ausgeformt werden, b) nach dem Herausformen der Rippen (2') wird die äußere Oberfläche der Rohrwandung (5) im Bereich des Nutengrundes (3') stellenweise durch radialen Druck nach innen verformt, so daß voneinander beabstandete Einkerbungen (8) entstehen.
     
    27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Glattrohr (1') durch einen darin liegenden Walzdorn (17) abgestützt wird.
     
    28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27 zur Herstellung eines Rippenrohres (1) nach den Ansprüchen 14 und 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet. daß die Enden der Rippen (2') durch radialen Druck auf einen konstanten Durchmesser geglättet, daß die Enden der geglätteten Rippen (2") unter einem dem Steigungswinkel der Schraubenlinien entsprechenden Winkel zur Rohrlängsachse gespalten und gleichzeitig die gespaltenen Rippen seitlich zu einem Y-förmigen Querschnitt aufgebogen und daß die aufgebogenen Rippen (2"') durch weiteren radialen Druck zu einem T-förmigen Querschnitt gestaucht werden.
     
    29. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27 zur Herstellung eines Rippenrohres (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herausformen der Rippen (2') und vor der Verformung des Nutengrundes (3') die Nut (3) zwischen den Rippen (2) durch radialen Druck nach innen gedrückt wird, wobei das Rohr (1) über das freie Ende des Walzdorns (17) hinaus bewegt wird, so daß das Rohrwandungsmaterial auf die Rohrinnenseite verlagert wird.
     




    Zeichnung