EP0522985B2

Heat transfer tubes and method for manufacturing

Abstract

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EP0522985B2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 18

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Expired 8 July 2012, 14.2 years ago.

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16 claims: 16 independent, 0 dependent

  1. 1
    A heat transfer tube (10) having an inner surface in which are formed :(a) a plurality of main grooves (12), parallel to one another, extending at an angle to a longitudinal direction of the heat transfer tube ;(b) a plurality of narrow grooves (14), being parallel to one another, extending at an angle to the longitudinal direction of the heat transfer tube (10), each of the narrow grooves having a bottom face (14A) and a pair of side faces (14B) ;- wherein the main grooves have a trapezoïdal cross section, and which depths are in the range of 0.15 - 0.35 mm,- wherein the narrow grooves (14) are formed inside the main grooves (12), parallelly therewith,- and wherein the side faces (14B) of said narrow grooves (14) are inclined closely toward the bottom (14A), whereby each of the side faces (14B) and the bottom face (14A) form a sharp cut (18) respectively, said inclination being such that the angle between the inner surface of said heat transfer tube and the depth direction of each of the cuts (18) is less than 20°, said bottom face (14A) being located at a depth of 0.01 - 0.05 mm from the inner surface of the heat transfer tube (10). Ein Wärmeübertragungsrohr (10) mit einer Innenfläche, in die folgendes eingeformt ist: (a) eine Vielzahl von zueinander parallelen Hauptnuten (12), die sich in einem Winkel zur Längsrichtung des Wärmeübertragungsrohrs erstreken;(b) eine Vielzahl von zueinander parallelen engen Nuten (14), die sich in einem Winkel zur Längsrichtung des Wärmeübertragungsrohrs (10) erstrecken, wobei jede der engen Nuten eine Grundfläche (14A) und zwei Seitenflächen (14B) aufweist;- dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptnuten einen trapezförmigen Querschnitt haben und ihre Tiefe im Bereich von 0,15-0,35 mm liegt,- daß die engen Nuten (14) innerhalb der Hauptnuten (12) und zu diesen parallel ausgebildet sind und- daß die Seitenflächen (14B) der genannten engen Nuten (14) eng zu der Grundfläche (14A) hin geneigt sind, wodurch jede der Seitenflächen (14B) und die Grundfläche (14A) jeweils einen spitzen Einschnitt (18) bilden und wobei die genannte Neigung so beschaffen ist, daß der Winkel zwischen der Innenfläche des genannten Wärmeübertragungsrohrs und der Tiefenrichtung jedes der Einschnitte (18) weniger als 20° beträgt und die genannte Grundfläche (14A) in einer Tiefe von 0,01-0,05 mm zu der Innenfläche des Wärmeübertragungsrohrs (10) liegt. Tube de transfert de chaleur (10) ayant une surface interne dans laquelle sont formés : (a) un ensemble de rainures principales (12) parallèles entre elles, dont la direction fait un angle par rapport à la direction longitudinale du tube de transfert de chaleur ;(b) un ensemble de rainures étroites (14) parallèles entre elles, dont la direction fait un angle par rapport à la direction longitudinale du tube de transfert de chaleur (10), chacune des rainures étroites ayant un fond (14A) et deux faces latérales (14B) ;- les rainures principales (12) ayant une section transversale trapézoïdale et une profondeur de l'ordre de 0,15 à 0,35 mm.- les rainures étroites (14) étant formées à l'intérieur des rainures principales (12), parallèlement à celles-ci, et- les faces latérales (14B) desdites rainures étroites (14) étant fortement inclinées en direction du fond (14A), chacune des faces latérales (14B) formant respectivement avec le fond (14A) une entaille mince (18), ladite inclinaison étant telle que l'angle entre la surface interne dudit tube de transfert de chaleur et la direction de pénétration de chacune des entailles (18) étant inférieure à 20°, ledit fond (14A) étant situé à une profondeur comprise entre 0,01 et 0,05 mm à partir de la surface interne du tube de transfert de chaleur (10).
  2. 2
    A heat transfer tube according to claim 1, wherein at least deep part of each of the cuts (18) is closed. Tube de transfert de chaleur selon la revendication 1, dans lequel la partie profonde au moins de chacune des entailles (18) est fermée. Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der tiefe Teil jedes der Einschnitte (18) geschlossen ist.
  3. 3
    A heat transfer tube according to Claim 1, wherein the widths of the bottom face (14A) of each narrow groove (14) are in the range of 0.03 - 0.10 mm. Tube de transfert de chaleur selon la revendication 1, dans lequel la largeur du fond (14A) de chaque rainure étroite (14) est dans la plage de 0,03 à 0,10 mm. Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Grundfläche (14A) jeder engen Nut (14) im Bereich von 0,03-0,10 mm liegt.
  4. 4
    A heat transfer tube according to Claim 1, wherein the widths of the openings (16) of the narrow grooves (14) are in the range of 2 - 10 % of widths of the bottom faces (14A) of the narrow grooves (14). Tube de transfert de chaleur selon la revendication 1, dans lequel les largeurs des ouvertures (16) des rainures étroites (14) sont dans la plage de 2 à 10 % des largeurs des fonds (14A) des rainures étroites (14). Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breiten der Öffnungen (16) der engen Nuten (14) im Bereich von 2-10 % der Breiten der Grundflächen (14A) der engen Nuten (14) liegen.
  5. 5
    A heat transfer tube according to Claim 1, wherein the widths of the main grooves (12) are in the range of 0.15 - 0.30 mm, and the intervals between main grooves (12) are in the range of 0.15 - 0.30 mm. Tube de transfert de chaleur selon la revendication 1, dans lequel les largeurs des rainures principales (12) sont dans la plage de 0,15 à 0,30 mm, et les intervalles entre les rainures principales (12) dans la plage de 0,15 à 0,30 mm. Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breiten der Hauptnuten (12) im Bereich von 0,15-0,30 mm und die Abstände zwischen den Hauptnuten (12) im Bereich von 0,15-0,30 mm liegen.
  6. 6
    A heat transfer tube according to Claim 1, wherein the heat transfer tube is made of a material selected from the group consisting of copper, copper alloys, aluminium and aluminium alloys. Tube de transfert de chaleur selon la revendication 1, dans lequel le tube de transfert de chaleur est fabriqué dans un matériau choisi dans le groupe constitué par le cuivre, les alliages de cuivre, l'aluminium et les alliages d'aluminium. Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungsrohr aus einem Material hergestellt wird, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium und Aluminiumlegierungen umfaßt.
  7. 7
    A heat transfer tube according to Claim 1, wherein a welding seam is formed on the inner surface of the heat transfer tube in the longitudinal direction of the heat transfer tube, and the main grooves and the narrow grooves are divided by the welding seam. Tube de transfert de chaleur selon la revendication 1, dans lequel un cordon de soudure est formé sur la face interne du tube de transfert de chaleur dans le sens longitudinal du tube de transfert de chaleur, les rainures principales et les rainures étroites étant divisées par le cordon de soudure. Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schweißnaht auf der Innenfläche des Wärmeübertragungsrohrs in Längsrichtung des Wärmeübertragungsrohrs ausgebildet ist und die Hauptnuten und die engen Nuten von der Schweißnaht unterteilt werden.
  8. 8
    A heat transfer tube according to Claim 1, wherein the angle between the main grooves and the longitudinal direction of the heat transfer tube is less than 30°. Tube de transfert de chaleur selon la revendication 1, dans lequel l'angle entre les rainures principales et la direction longitudinale du tube de transfert de chaleur est inférieur à 30° Wärmeübertragungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Hauptnuten und der Längsrichtung des Wärmeübertragungsrohrs weniger als 30° beträgt.
  9. 9
    A method for making heat transfer tubes, comprising the steps of :(a) preparing a metal strip having a generally constant width defined between side edges;(b) roll-forming primary grooves intended to become narrow grooves parallel to one another on a surface of the strip, each the primary grooves having a trapezoïdal shaped cross section, and each primary groove having a bottom face and a pair of side faces ;(c) roll-forming above said primary grooves secondary grooves having a rectangular shaped cross section on the surface of the strip in a manner parallel to the primary grooves, thereby inclining side faces of each primary groove closely toward the bottom face thereof, and forming a pair of sharp cuts between each of the side faces and the bottom face symmetrically, said inclination being such that the angle between the surface of said strip and the depth direction of each of the cuts is less than 20°, the depth of said secondary grooves being in the range of 0.15 - 0.35 mm, and the bottom face of said primary grooves being located at a depth of 0.01 - 0.05 mm from the bottom face of the secondary grooves ;(d) roll-forming the strip into a shape of a tube so that the surface of the strip becomes inner surface of the tube ;and(e) joining the side edges of the strip to form complete tube. Ein Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungsrohren, welches folgende Schritte umfaßt: (a) Fertigung eines Metallstreifens mit einer im wesentlichen konstanten Breite zwischen den Seitenkanten;(b) Profilwalzen zueinander paralleler Primärnuten, die zur Bildung der engen Nuten vorgesehen sind, auf einer Oberfläche des Streifens, wobei jede der Primärnuten einen trapezförmigen Querschnitt hat und jede Primärnut eine Grundfläche und zwei Seitenflächen aufweist;(c) Profilwalzen von Sekundärnuten mit einem rechteckig geformten Querschnitt über den genannten Primärnuten auf der Oberfläche des Streifens parallel zu den Primärnuten, wodurch die Seitenflächen jeder Primärnut eng zu deren Grundfläche hin geneigt werden und zwei spitze Einschnitte zwischen jeder der Seitenflächen und der Grundfläche symmetrisch zueinander gebildet werden und wobei die genannte Neigung so beschaffen ist, daß der Winkel zwischen der Fläche des genannten Wärmeübertragungsrohrs und der Tiefenrichtung jedes der Einschnitte weniger als 20° beträgt und die Tiefe der genannten Sekundärnuten im Bereich von 0,15-0,35 mm liegt und die Grundfläche der genannten Primärnuten in einer Tiefe von 0,01-0,05 mm zu der Grundfläche der Sekundärnuten liegt;(d) Profilwalzen des Streifens in die Form eines Rohrs, so daß die Oberfläche des Streifens die Innenfläche des Rohrs bildet und(e) Zusammenfügen der Seitenkanten des Streifens zur Bildung des fertigen Rohrs. Méthode de fabrication de tubes de transfert de chaleur comprenant les étapes suivantes : (a) la préparation d'un ruban de métal dont la largeur, prise entre les bords latéraux, est essentiellement constante ;(b) le formage par laminage de rainures primaires destinées à devenir des rainures étroites, parallèles entre elles sur une face du ruban, chacune des rainures primaires ayant une section transversale de forme trapézoïdale, et chaque rainure primaire ayant un fond et deux faces latérales,(c) le formage par laminage, à l'intérieur desdites rainures primaires, de rainures secondaires ayant une section transversale de forme rectangulaire, à la surface du ruban et parallèlement auxdites rainures primaires, en inclinant de ce fait les faces latérales de chaque rainure primaire fortement en direction de son fond, et en formant une paire d'entailles vives symétriques entre chacune des faces latérales et le fond, ladite inclinaison étant telle que l'angle entre la surface dudit ruban et la direction du fond de chacune des entailles est inférieur à 20°, la profondeur desdites rainures secondaires étant dans la plage de 0,15 à 0,35 mm, et le fond desdites rainures primaires étant situé à une profondeur comprise entre 0,01 et 0,05 mm en partant du fond des rainures secondaires.(d) le laminage du ruban pour lui donner la forme d'un tube, de telle sorte que la surface du ruban devienne la surface interne du tube ;et(e) l'assemblage des bords latéraux du ruban pour former un tube fini.
  10. 10
    A method for making heat transfer tubes according to Claim 9, wherein depths of the primary grooves are in the range of 30-160 % of widths thereof. Méthode de fabrication de tubes de transfert de chaleur selon la revendication 9, dans laquelle les profondeurs des rainures primaires sont comprises entre 30 et 160 % de leurs largeurs. Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungsrohren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefen der Primärnuten im Bereich von 30-160 % von deren Breiten liegen.
  11. 11
    A method for making heat transfer tubes according Claim 9, further comprising the step of :(f) drawing a plug through the tube so as to enlarge a diameter of the tube, thereby expanding openings of the cuts. Méthode de fabrication de tubes de transfert de chaleur selon la revendication 9, comprenant en outre l'étape suivante : (f) le tirage d'un tampon à l'intérieur du tube afin d'élargir le diamètre du tube, en agrandissant de ce fait les ouvertures des entailles. Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungsrohren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch folgenden zusätzlichen Schritt: (f) Ziehen eines Stopfens durch das Rohr, um den Durchmesser des Rohrs zu vergrößern und dadurch die Öffnungen der Einschnitte aufzuweiten.
  12. 12
    A method for making heat transfer tubes according to Claim 11, wherein before drawing the plug in the step of (f), a fin member having a throughhole is prepared, the heat transfer tube is inserted through the throughhole, and then the tube is fixed to the fin member by drawing of the plug in the step of (f). Méthode de fabrication de tubes de transfert de chaleur selon la revendication 11, dans laquelle avant de tirer le tampon dans l'étape (f), un élément d'ailette ayant un trou traversant est préparé, le tube de transfert de chaleur est passé dans le trou traversant, puis le tube est fixé sur l'élément d'ailette en tirant le tampon dans l'étape (f). Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungsrohren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Hindurchziehen des Stopfens in Schritt (f) ein Rippenglied mit einem Durchgangsloch gefertigt wird, das Wärmeübertragungsrohr durch das Durchgangsloch eingeführt und dann das Rohr an dem Rippenglied befestigt wird, indem der Stopfen in Schritt (f) hindurchgezogen wird.
  13. 13
    A method for making heat transfer tubes, comprising the steps of :(a) preparing a metal tube having an inner surface ;(b) drawing a primary plug through the tube to form primary grooves intended to become narrow grooves parallel to one another on the inner surface of the tube, each of the primary grooves having a trapezoïdal shaped cross section, and each primary groove having a bottom face and a pair of side faces ;(c) drawing a secondary plug through the tube to form above said primary grooves, secondary grooves having a rectangular shaped cross section on the inner surface of the tube in a manner parallel to the primary grooves, thereby inclining side faces of each primary groove closely toward the bottom face thereof, and forming a pair of sharp cuts between each of the side faces and the bottom face symmetrically, said inclination being such that the angle between the inner surface of the tube and the depth direction of each of the cuts is less than 20°, the depth of said secondary grooves being in the range of 0.15 - 0.35 mm, and the bottom face of said primary grooves being located at a depth of 0.01 - 0.05 mm from the bottom face of the secondary grooves. Méthode de fabrication de tubes de transfert de chaleur comprenant les étapes suivantes : (a) la préparation d'un tube métallique ayant une surface interne ;(b) le tirage d'un premier tampon à l'intérieur du tube pour former sur la face interne du tube des rainures primaires destinées à devenir des rainures étroites, parallèles entre elles, chacune des rainures primaires ayant une section transversale de forme trapézoïdale, et chaque rainure primaire ayant un fond et deux faces latérales,(c) le tirage d'un second tampon à l'intérieur du tube pour former à l'intérieur desdites rainures primaires des rainures secondaires parallèles aux rainures primaires sur la face interne du tube, chacune des rainures secondaires ayant une section transversale de forme rectangulaire, en inclinant de ce fait les faces latérales de chaque rainure primaire fortement en direction de son fond, et en formant une paire d'entailles vives symétriques entre chacune des faces latérales et le fond, ladite inclinaison étant telle que l'angle entre la surface interne dudit tube et la direction du fond de chacune des entailles est inférieur à 20°, la profondeur desdites rainures secondaires étant dans la plage de 0,15 à 0,35 mm, et le fond desdites rainures primaires étant situé à une profondeur comprise entre 0,01 et 0,05 mm à partir de la surface interne des rainures secondaires. Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungsrohren, folgende Schritte umfassend: (a) Fertigung eines Metallrohrs mit einer Innenfläche;(b) Ziehen eines Primärstopfens durch das Rohr zur Bildung von zueinander parallelen Primärnuten, die zur Bildung der engen Nuten vorgesehen sind, auf der Innenfläche des Rohrs, wobei jede der Primärnuten einen trapezförmigen Querschnitt hat und jede Primärnut eine Grundfläche und zwei Seitenflächen aufweist;(c) Ziehen eines Sekundärstopfens durch das Rohr, um über den genannten Primärnuten Sekundärnuten mit einem rechteckig geformten Querschnitt auf der Innenfläche des Rohrs parallel zu den Primärnuten zu bilden, wodurch die Seitenflächen jeder Primärnut eng zu deren Grundfläche hin geneigt wird und zwei spitze Einschnitte zwischen jeder der Seitenflächen und der Grundfläche symmetrisch zueinander gebildet werden und die genannte Neigung derart beschaffen ist, daß der Winkel zwischen der Innenfläche des Rohrs und der Tiefenrichtung jedes der Einschnitte weniger als 20° beträgt, wobei die Tiefe der genannten Sekundärnuten im Bereich von 0,15-0,35 mm liegt, und wobei die Grundfläche der genannten Primärnuten in einer Tiefe von 0,01-0,05 mm zu der Grundfläche der Sekundärnuten liegt.
  14. 14
    A method for making heat transfer tubes according to Claim 13 wherein depths of the primary grooves are in the range of 30-160 % of widths thereof. Méthode de fabrication de tubes de transfert de chaleur selon la revendication 13, dans laquelle les profondeurs des rainures primaires sont comprises entre 30 et 160 % de leurs largeurs. Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungsrohren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefen der Primärnuten im Bereich von 30-160 % ihrer Breiten liegen.
  15. 15
    A method for making heat transfer tubes according Claim 13, further comprising :(d) drawing a plug through the tube so as to enlarge a diameter of the tube, thereby expanding openings of the cuts. Méthode de fabrication de tubes de transfert de chaleur selon la revendication 13, comprenant en outre l'étape suivante : (d) le tirage d'un tampon à l'intérieur du tube afin d'élargir le diamètre du tube, en agrandissant de ce fait les ouvertures des entailles. Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungsrohren nach Anspruch 13, zusätzlich gekennzeichnet durch:(d) Ziehen eines Stopfens durch das Rohr, um den Durchmesser des Rohrs zu vergrößern und dadurch die Öffnungen der Einschnitte aufzuweiten.
  16. 16
    A method for making heat transfer tubes according to Claim 15, wherein before drawing the plug in the step of (d), a fin member having a throughhole is prepared, the heat transfer tube is inserted through the throughhole, and then the tube is fixed to the fin member by drawing of the plug in the step of (d). Méthode de fabrication de tubes de transfert de chaleur selon la revendication 15, dans laquelle avant de tirer le tampon dans l'étape (d), un élément d'ailette ayant un trou traversant est préparé, le tube de transfert de chaleur est passé dans le trou traversant, puis le tube est fixé sur l'élément d'ailette en tirant le tampon dans l'étape (d). Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungsrohren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Hindurchziehen des Stopfens in Schritt (d) ein Rippenglied mit einem Durchgangsloch gefertigt wird, das Wärmeübertragungsrohr durch das Durchgangsloch eingeführt und dann das Rohr an dem Rippenglied durch Hindurchziehen des Stopfens in Schritt (d) befestigt wird.
Independent claims16