NL1012676C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandige warmtewisselbuis met lekdetectie alsmede een dergelijke warmtewisselbuis. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandige warmtewisselbuis met lekdetectie alsmede een dergelijke warmtewisselbuis

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandige warmtewisselbuis met lekdetectie, waarbij een binnenbuis in een buitenbuis wordt geschoven, nadat een oppervlakteprofilering is aangebracht op althans het buitenoppervlak van 5 de binnenbuis of het binnenoppervlak van de buitenbuis, en na het in elkaar schuiven van binnen- en buitenbuis de binnenbuis zodanig wordt op gerekt dat het buitenoppervlak van de binnenbuis in nauw contact verkeert met het binnenoppervlak van de buitenbuis en de oppervlakteprofilering ten minste een lekdetectiekanaal tussen de beide buizen vormt.

10 Een dergelijke werkwijze is bekend uit DE-A-3000665. Daarbij wordt op het buitenoppervlak van de binnenbuis een oppervlakteprofilering aangebracht in de vorm van een karteling met een zeer groot aantal spits uitlopende, piramide- of kegelvormige uitsteeksels. Voor het verkrijgen van een goede warmteoverdracht worden bij het oprekken van de in de 15 buitenbuis geschoven binnenbuis de toppen van de diverse uitsteeksels in de binnenwand van de buitenbuis gedrukt. Hoewel door dat indrukken de grootte van het contactoppervlak tussen binnen- en buitenbuis in de orde van grootte van een onbewerkt contactoppervlak komt te liggen, is de resulterende warmteoverdracht in vergelijking met een ééndelige 20 warmtewisselbuis zonder lekdetectie teleurstellend te noemen, waarbij die warmteoverdracht ook nog verslechtert naarmate de warmtewisselbuis langer in gebruik is.

Teneinde een verbeterde warmteoverdracht te verkrijgen wordt daarom in DE-C-3706408 voorgesteld het lekdetectiekanaal op te vullen met 25 een warmteoverdragende vloeistof. Zoals uit de meettabel blijkt, wordt daardoor de warmteoverdracht weliswaar verbeterd, maar blijft toch nog aanzienlijk onder die van een ééndelige warmtewisselbuis zonder lekdetectie. Daarenboven dient bedoelde bekende samengestelde warmtewisselbuis aan bijzondere voorwaarden te voldoen om de 30 lekdetectiefunctie in stand te houden. Het lekdetectiekanaal dient als capillaire spleet te worden uitgevoerd en de warmteoverdragende vloeistof een kookpunt te hebben dat boven de maximale bedrijfstemperatuur van de 1012573 2 warmtewisselbuis ligt. Alsdan zal die vloeistof door de capillaire werking normaliter niet uit het lekdetectiekanaal lopen, doch wel bij het optreden van lekkage daaruit worden gedrukt en zo de aanwezigheid van een lek aangeven. Niet alleen is dit een gecompliceerd, specifieke eisen stellend 5 systeem, maar bovendien is het nog maar de vraag of uitzetten van de warmteoverdragende vloeistof bij het warmer worden tijdens gebruik van de warmtewisselbuis niet verwarrend werkt, dat wil zeggen snel aanleiding geeft tot de onjuiste aanname dat er sprake is van lekkage omdat vloeistof (als gevolg van uitzetting) uit het capillaire lekdetectiekanaal wordt 10 gedrukt.

Verder is uit GB-A-822.705 een warmtewisselbuis bekend die is samengesteld uit drie delen, zoals een buitenbuis, een binnenbuis en een tussen die buizen aangebrachte schroeflijnvormige strip die zowel aan de binnenbuis als aan de buitenbuis vast is gesoldeerd. Deze constructie wordt 15 gevormd door het eerst in elkaar schuiven van de drie delen, waarbij tussen telkens twee delen een soldeerlaag is aangebracht. Vervolgens wordt de binnenbuis opgerekt of de buitenbuis samengedrukt voor het vormen van een mechanische verbinding tussen het samenstel van buitenbuis, schroeflijnvormige strip en binnenbuis, welke mechanische verbinding 20 wordt aangevuld met een soldeerverbinding door het samenstel tijdens of na de vervormingsbewerking aan een verwarmingsbehandeling te onderwerpen. Ten aanzien van een niet-gesoldeerde verbinding heeft deze gesoldeerde verbinding het voordeel dat bij de overgang tussen een buis en de strip een betere, dat wil zeggen volledigere verbinding is te realiseren.

25 Daar staat echter tegenover, dat de constructie door het toepassen van drie delen gecompliceerder is, de delen door de aanwezigheid van een schroeflijnvormige en derhalve flexibele strip bij het in elkaar schuiven minder nauwkeurig ten opzichte van elkaar zijn te positioneren met een lekdetectiekanaal met over zijn lengte een onregelmatige dwarsdoorsnede 30 tot gevolg, de vervorming van één der buizen door tussenkomst van de schroeflijnvormige, flexibele, losse strip dient te geschieden met een minder te controleren en te bepalen mechanische verbinding tot gevolg, en last but not least twee door soldeer gevormde overgangsgebieden, hetgeen de warmteoverdracht nadelig beïnvloedt, omdat soldeer, bijvoorbeeld tin, 35 steeds een lagere warmteoverdrachtscoëfficiënt heeft dan de materialen, bijvoorbeeld koper, van de te verbinden delen.

1012676 3

Met de uitvinding wordt beoogd de warmteoverdracht te verhogen tot een waarde gelijk of nagenoeg gelijk aan die van een ééndelige warmtewisselbuis, waarbij bovendien het lekdetectiekanaal vrij blijft van opvulmedia en aldus zijn functie direct, nauwkeurig en betrouwbaar 5 vervult.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bij een in de aanhef omschreven werkwijze bereikt, als - voor het in elkaar schuiven van binnen- en buitenbuis althans het buitenoppervlak van de binnenbuis of het binnenoppervlak van de 10 buitenbuis wordt voorzien van een laag soldeermateriaal, zoals tin, - het oprekken van de binnenbuis zodanig geschiedt dat ook de buitenbuis wordt opgerekt; en - de laag soldeermateriaal tussen binnen- en buitenbuis tot smelten wordt gebracht, 15 waarbij het oprekken van de buitenbuis zodanig geschiedt, dat de gesmolten soldeerlaag grotendeels tussen de binnenhuis en de buitenbuis wordt weggedrukt in het ten minste ene lekdetectiekanaal.

Door deze maatregelen wordt steeds een optimaal contact tussen binnen- en buitenbuis gecreëerd en gehandhaafd tijdens gebruik van de 20 warmtewisselbuis.

Door het middels de binnenbuis oprekken van de buitenhuis, wordt bewerkstelligd dat bij het krimpen van de binnenbuis als gevolg van een verlaging in temperatuur van het daardoorheen geleide warmtewisselende medium de buitenbuis door elastische terugvering de 25 binnenbuis steeds blijft volgen, waardoor het nauwe contact tussen binnen- en buitenbuis steeds gehandhaafd blijft.

Het tot stand brengen en in stand houden van dat nauwe contact wordt tevens bewerkstelligd en ondersteund door het onderling aan elkaar solderen van de binnenbuis en de buitenbuis. Tijdens langdurige tests is 30 gebleken, dat bijvoorbeeld bij koper/koper-contact zonder verbindingslaag de warmteoverdracht zeer afhankelijk is van de aard van de aanliggende koper-oppervlakken, de mate van aanraking (luchtinsluiting) en de druk ter plaatse van de aanligging. De warmteoverdracht kan in de loop van de tijd aanzienlijk verminderen. Aangenomen wordt dat de reden daarvoor het 35 oxideren van de aangrenzende oppervlaktelagen is mede als gevolg van bewegingen tussen de oppervlakken door temperatuurswijziging tijdens het 1012676 4 gebruik van de warmtewisselbuis. Door het met een soldeerlaag uit bijvoorbeeld tin verbinden van de contact makende oppervlakken blijkt het bedoelde, de warmteoverdracht in de loop der tijd verminderende effect zich niet meer voor te doen.

5 Tin heeft een lagere warmteoverdrachtscoëffidënt dan koper. Het aanbrengen van een tinlaag tussen twee aangrenzende koper-oppervlakken lijkt derhalve de warmteoverdracht nadelig te beïnvloeden. Bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding wordt evenwel een warmtewisselbuis verkregen met een warmteoverdracht die niet of 10 nauwelijks meetbaar afwijkt van die van een ééndelige koperen buis. Dit verrassende effect lijkt het gevolg te zijn van de druk die door het oprekken van het samenstel van binnen- en buitenbuis tussen die buizen gegenereerd wordt. Deze druk is zodanig dat bij het smelten van de tinlaag elke overmaat aan tin tot in het lekdetectiekanaal wordt weggedrukt, zodat er 15 slechts een zeer dun tinvlies resteert, dat bovendien versmolten is met de aangrenzende koper-oppervlakken. Het koper/koper-contact blijft zodoende optimaal in stand, waarbij het (verbindende en opvullende) tin ervoor zorgt dat er geen loskomen van elkaar door onderlinge verplaatsing en zodoende geen oxidatie kan plaatsvinden met als resultaat dat de optimale 20 warmteoverdracht ook in de loop der tijd gedurende het gebruiken van de warmtewisselbuis onverminderd behouden blijft.

Dit effect is mede het gevolg van het toepassen van slechts twee in elkaar geschoven en elk op zich relatief stijve buizen. Hierbij wordt bij het de buitenbuis oprekken via oprekking van de binnenbuis op het 25 contactoppervlak tussen die buizen een zodanig hoge vlaktedruk opgewekt, dat bij het verwarmen van het samenstel de zich tussen de buitenbuis en de binnenbuis bevindende soldeerlaag nagenoeg geheel wordt weggedrukt en er zodoende het reeds genoemde koper-koper-contact ontstaat. Bij een drie-of meerdelig samenstel zal bij het oprekken van het eerste deel de 30 oppervlaktedruk tussen het tweede en het derde deel geringer zijn als gevolg van het als het ware "losse" tweede deel, omdat dit, zeker als dit ook nog schroeflijnvormig is uitgevoerd, ook in axiale richting kan vervormen. Dit kan, mede doordat de overgang, zoals reeds eerder is opgemerkt, minder nauwkeurig is te bepalen, leiden tot een niet of in onvoldoende mate 35 wegdrukken van de soldeerlaag, en zodoende tot een verminderde warmteoverdracht. Omdat de warmteoverdracht afhankelijk is van de 1012676 5 zwakste schakel in de keten, is bij een geringere warmteoverdracht tussen het tweede en het derde deel de warmteoverdracht van de gehele constructie lager dan de mogelijke warmteoverdracht tussen het eerste en het tweede deel. Zodoende heeft een tweedelige constructie voor het onderhavige doel de 5 beslissende voordelen van een nauwkeurige reproduceerbaarheid, een steeds optimale warmteoverdracht, die zoals reeds vermeld niet meetbaar afwijkt van die van een eendelige warmtewisselbuis, en een eenvoudige vervaardiging.

Teneinde het volgen van de binnenbuis door de buitenbuis tijdens 10 kouder worden van de binnenbuis zo optimaal mogelijk te laten plaatsvinden, verdient het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de voorkeur, dat de binnenbuis wordt vervaardigd van een zachter materiaal dan de buitenbuis. Door deze maatregel zal de elastische terugveerkracht in de hardere buitenbuis groter zijn dan in de zachtere 15 binnenbuis, zodat de buitenbuis steeds meer zal willen terugveren dan de binnenbuis doet en het nauw aanliggende contact tussen binnen- en buitenbuis steeds optimaal tot stand komt en in stand blijft en tevens het wegdrukken van de gesmolten soldeerlaag in de gewenste mate steeds nog beter is gewaarborgd.

20 De oppervlakteprofilering voor het vormen van het lekdetectiekanaal kan op velerlei wijzen zijn uitgevoerd. Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt er echter een voorkeur voor uitgesproken, dat de oppervlakteprofilering zodanig wordt uitgevoerd, dat deze gemeten op het betreffende oppervlak van de betreffende buis ten 25 hoogste circa 50% van dat oppervlak in beslag neemt. Uitvoerige proefmetingen hebben aangetoond, dat dan een dubbelwandige warmtewisselbuis is te realiseren met optimale lekdetectie-eigenschappen en een warmteoverdracht die niet of nauwelijks meetbaar verschilt van die van een eendelige buis.

30 Overeenkomstig de uiterst strenge, in Nederland geldende overheidsvoorschriften dient het lekdetectiekanaal zodanig te zijn ingericht, dat bij het in de warmtewisselbuis in een kritisch deel daarvan boren van een doorgaand gat met een diameter van 2 mm en het aan beide zijden van de buis aanbrengen van een waterdruk van van 50 kPa binnen 300 s 35 lekvloeistof stromend uit het lekdetectiekanaal moet worden waargenomen. Aan deze eis is met een warmtewisselbuis volgens de uitvinding te voldoen, 1012676 6 en wel zonder verlies van warmteoverdracht ten opzichte van een eendelige warmtewisselbuis, als overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm de oppervlakteprofdering wordt aangebracht in de vorm van een schroeflijnvormige groef met een breedte van circa 2 mm en een spoed van 5 circa 4 mm.

Het verwarmen van het samenstel van buitenhuis en binnenbuis voor het smelten van de soldeerlaag kan op voordeelbiedende wijze bewerkstelligd worden door verdere aan de warmtewisselbuis uit te voeren verwarmingsbewerkingen, bijvoorbeeld bij verwarmen voor het op althans 10 het buitenoppervlak van de buitenbuis of het binnenöppervlak van de binnenbuis solderen van vinvormige organen, zoals een schroeflijnvormig om de buis heen gewikkelde draadspiraal.

Het aanbrengen van een soldeerlaag kan op de binnen- of de buitenbuis dan wel op beide geschieden en wel onafhankelijk van de 15 aanwezigheid en het aanbrengtijdstip van een oppervlakteprofdering voor het vormen van het lekdetectiekanaal. Overeenkomstig de uitvinding wordt er evenwel een voorkeur voor uitgesproken dat als het buitenoppervlak van de binnenbuis wordt bekleed met een laag soldeermateriaal, daarin vervolgens een oppervlakteprofdering in de vorm van tenminste een zich 20 schroeflijnvormig uitstrekkende groef wordt aangebracht. Wordt de voorkeur gegeven aan het aanbrengen van een oppervlakteprofdering in het binnenöppervlak van de buitenbuis, bijvoorbeeld door middel van extruderen, dan wordt bij voorkeur het buitenoppervlak van de binnenbuis voorzien van een laag soldeermateriaal en het binnenöppervlak van de 25 buitenbuis van een oppervlakteprofdering in de vorm van zich in langsrichting uitstrekkende groeven.

Afhankelijk van het betreffende toepassingsgeval kan het voordelen bieden bijzondere aandacht te besteden aan de uiteinden van de warmtewisselbuis om een splijten van de beide buizen uitgaande vanaf een 30 uiteinde te voorkomen. Alsdan wordt voorgesteld, dat aan elk uiteinde van het samenstel van binnen- en buitenbuis een züverlas wordt aangebracht ter plaatse van de naad tussen binnen- en buitenbuis.

Alternatief of aanvullend is het verder mogelijk dat bij althans een der uiteinden van het samenstel van binnen- en buitenbuis althans het 35 binnenöppervlak van de binnenhuis of het buitenoppervlak van de buitenbuis wordt voorzien van een isolerende laklaag. Op deze wijze wordt 1012676 7 het betreffende uiteinde afgeschermd van te grote warmteschokken bij plotselinge wijziging van de temperatuur van het doorgevoerde warmtewisselende medium, bijvoorbeeld zoals zich dat voor kan doen bij centrale verwarmingsinstallaties.

5 De uitvinding heeft tevens betrekking op een warmtewisselbuis met lekdetectie voorzien van een samenstel bestaande uit een buitenbuis en een in nauw aanliggend contact daarmee verkerende binnenbuis en tenminste een zich in en nabij het scheidingsvlak tussen binnen- en buitenbuis uitstrekkend lekdetectiekanaal, zoals bijvoorbeeld bekend uit 10 DE-A-3000665. Om bij een dergelijke warmtewisselbuis een optimale warmteoverdracht te realiseren en deze ook in de loop der tijd tijdens gebruik te handhaven, wordt er volgens de uitvinding voorgesteld, dat zich ter plaatse van het contact tussen binnen- en buitenbuis een vliesdunne laag uit soldeermateriaal, zoals tin, bevindt, die door smelten met zowel de 15 binnenbuis als de buitenbuis is verbonden, waarbij de binnenhuis en de buitenbuis onder voorspanning tegen elkaar aan liggen, waardoor de vliesdunne laag als het ware poreus kan zijn, dat wil zeggen plaatsehjk kan zijn onderbroken.

Teneinde zonder wezenlijke beïnvloeding van de uiteinden van de 20 warmtewisselbuis het lekdetectiekanaal optimaal toegankelijk en werkzaam te doen zijn, wordt volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding voorgesteld, dat nabij een uiteinde van het samenstel van binnen- en buitenbuis in de buitenhuis een doorgaande opening is aangebracht die in verbinding staat met het of elk in het samenstel voorzien 25 lekdetectiekanaal.

Verdere bescherming van de uiteinden tegen warmteschokken is mogelijk als bij althans een der uiteinden van het samenstel van binnen- en buitenbuis althans het binnenoppervlak van de binnenbuis of het buitenoppervlak van de buitenbuis is voorzien van een isolerende laklaag.

30 Zijn ter verhoging van het warmteoverdragende vermogen op althans het buitenoppervlak van de buitenbuis of het binnenoppervlak van de binnenbuis vinvormige organen, zoals een schroeflijnvormig om de buis heen gewikkelde draadspiraal, gesoldeerd, dan kan het de voorkeur verdienen dat die vinvormige organen over de lengte van de laklaag zijn 35 weggelaten.

JO 1 2 6 76 8

Onder verwijzing naar in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeelden zullen de werkwijze en daarmee te verkrijgen warmtewisselbuis volgens de uitvinding thans, zij het uitsluitend bij wijze van voorbeeld, nader worden besproken. Daarbij toont: 5 Fig. 1 in aanzicht een deels in elkaar geschoven eerste samenstel van een binnenbuis en een buitenbuis, waarbij een deel van de binnenbuis is weggesneden;

Fig. 2 een doorsnede volgens lijn II-II in Fig. 1;

Fig. 3 een doorsnede overeenkomstig Fig. 2 van een voltooide 10 warmtewisselbuis;

Fig. 4 in aanzicht een deels in elkaar geschoven tweede samenstel van een binnenbuis en een buitenbuis, waarbij een deel van de binnenbuis en van de buitenbuis is weggesneden;

Fig. 5 een halve doorsnede volgens de lijn V-V in Fig. 4; en 15 Fig. 6 een derde variant van een warmtewisselbuis.

In Fig. 1 is een binnenbuis 1 weergegeven die deels in een buitenbuis 2 is geschoven. De binnenbuis 1 is vervaardigd uit een gladde koperen buis, waarvan het buitenoppervlak eerst is voorzien van een dunne tinlaag 3 waarna met regelmatige onderlinge tussenafstanden een viertal 20 schroeflijnvormig verlopende groeven 4 in het vertinde oppervlak is aangebracht. De buitenbuis 2 bestaat uit een gladde koperen buis met een binnendiameter die iets groter is dan de buitendiameter van de tinlaag op de binnenbuis 1.

Nadat de binnenbuis 1 volledig in de buitenbuis 2 is geschoven, 25 wordt het aldus verkregen samenstel onderworpen aan een vervormingsbewerking, waarbij de binnenbuis 1, desgewenst in meer dan één stap, met een trekdoorn zodanig wordt opgerekt en plastisch vervormd, dat de tinlaag stijf tegen het binnenoppervlak van de buitenbuis gaat aanliggen. Teneinde dat aanliggen ook bij krimpen van de binnenbuis 1 30 door een temperatuursverlaging in stand te houden, wordt het oprekken van de binnenbuis 1 voortgezet totdat ook de buitenbuis 2 is opgerekt, en wel zodanig dat in de buitenbuis 2 een elastische voorspanning wordt opgewekt, die er zorg voor draagt, dat de buitenbuis 2 de binnenbuis 1 bij krimp blijft volgen.

35 Na deze oprekbewerking wordt het samenstel verwarmd tot een zodanige temperatuur dat de tinlaag 3 gaat smelten. Het gesmolten tin zal M01 2 67 6 9 mede door de elastische voorspanning in de buitenbuis 2 gaan vloeien en daarbij enerzijds versmelten met het koper van de beide aangrenzende buisoppervlakken en anderzijds tussen die beide koper-oppervlakken uit worden gedrukt tot in de groeven 4. Aldus zijn na de warmtebehandeling de 5 beide koper-oppervlakken aan elkaar gesoldeerd doordat het tin beide koper-oppervlakken zodanig heeft op- en aangevuld, dat deze in feite zonder onderbreking in elkaar overgaan. Hierdoor zijn beide koper-oppervlakken weliswaar aan elkaar gehecht door de tinlaag, doch is die tinlaag tevens door de voorspanning in de buitenbuis teruggebracht tot een uiterst dun, als 10 het ware poreus vlies. Dit nu heeft weer tot gevolg dat ondanks het feit dat tin een lagere warmtegeleidingscoëfficiënt heeft dan koper de warmteoverdracht door het samenstel van buizen niet of nauwelijks meetbaar kleiner is dan die van een vergelijkbare vol-koperen buis, zelfs als het oppervlak van de groef even groot is als dat van de resterende ribbe.

15 Het aaneenhechten van beide oppervlakken met behulp van het tin heeft onder meer tot gevolg, dat er zich bij warmtebewegingen, krimp of uitzetting, geen verplaatsingen tussen beide oppervlakken voordoen. Dit, en het feit dat door het met tin opvullen van kleine onregelmatigheden tussen beide oppervlakken en het naar de groeven wegpersen van de overmaat tin 20 eventuele luchtinsluitsels worden verwijderd, voorkomt oxidevorming op de koper-contactoppervlakken, en in het bijzonder bij een van de uiteinden langzaam binnenwaarts voortschrijdende oxidatie (splijten door kerfwerking) van de koper-oppervlakken. Aangezien oxidevorming de warmteoverdracht zeer nadelig beïnvloedt, is hiermee tevens bewerkstelligd 25 dat de goede warmteoverdracht van de samengestelde warmtewisselbuis volgens de uitvinding, zoals gezegd vergelijkbaar met die van een volkoperen buis, ook tijdens gebruik in de loop der tijd in stand blijft.

Fig. 2 toont het samenstel van binnenbuis 1 en buitenbuis 2 voor de oprekbewerking; Fig. 3 toont dit samenstel na beëindiging van de 30 warmtebehandeling, oftewel in de voltooide toestand. Het bovenstaande is in Fig. 3 tot uitdrukking gebracht door de tot een uiterst dun, zo niet poreus vlies teruggebrachte tinlaag niet meer weer te geven, doch wel de in de groeven 4 weggedrukte overmaat tin als gestolde druppeltjes 3’ aan te duiden. In Fig. 3 is tevens aangegeven dat de buizen ten opzichte van de 35 situatie in Fig. 2 zijn opgerekt, dat wil zeggen dat alle diameters van de 1012676 10 buizen groter zijn geworden, waarbij dan tevens de buitendiameter van de binnenbuis 1 gelijk is geworden aan de binnendiameter van de buitenbuis 2.

Opgemerkt wordt dat de diverse afmetingen niet op schaal zijn weergegeven, hetgeen in het bijzonder geldt voor de tinlaag 3. Uitsluitend 5 bij wijze van voorbeeld wordt in het navolgende aangegeven hoe een samengestelde warmtewisselbuis met een buitendiameter van 28,3 mm en een binnendiameter van 23 mm is te verkrijgen.

Uitgegaan wordt van een binnenhuis van half-hard koper met een buitendiameter van 25 mm en een binnendiameter van 22 mm en een 10 buitenbuis van hard koper met een buitendiameter van 28 mm en een binnendiameter van 25,6 mm. Na het in elkaar steken van de buizen en het in twee stappen oprekken wordt een samengestelde, als ééndelig functionerende warmtewisselbuis verkregen met een buitendiameter van 28,3 mm en een binnendiameter van 23 mm, waarbij de overgang (tinvlies) 15 tussen de binnen- en buitenbuis is gelegen op een diameter van 26 mm. De totale wanddikte is hierbij van 2,7 mm teruggelopen tot 2,65 mm. Dit is een gevolg van de koudvervorming (oprekken) waarbij de samengestelde buis iets langer wordt. Genoemde maten zijn gekozen nadat middels het nemen van proeven was vastgesteld, dat bij een dergelijke mate van oprekking de 20 elastische terugvering van de buitenbuis voldoende is om een plotselinge krimp van de binnenbuis als gevolg van een temperatuurshock van 100 °C naar 10 °C te kunnen volgen zonder zelf in temperatuur te hoeven verlagen. De materiaalkeuze (half-hard koper voor de binnenbuis en hard koper voor de buitenbuis) bevordert het gewenste elastische terugveer-effect omdat 25 zachter materiaal minder terugveert dan harder materiaal.

Bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens Fig. 4 en 5 is een koperen binnenhuis 11, die voorzien is van een tinlaag 13, gestoken in een buitenbuis 12 met een binnenoppervlak dat voorzien is van vijftien zich in langsrichting van de buis uitstrekkende, bijvoorbeeld door middel van 30 extrusie verkregen groeven 14. De situatie waarin beide buizen zijn weergegeven is gelijk aan die volgens Fig. 1, dat wil zeggen dat na het volledig in elkaar schuiven van de buizen oprekking in de in het voorgaande omschreven mate plaats zal vinden, waarna via een warmtebehandeling de tinlaag 13 tot smelten wordt gebracht, waarbij de overmaat tin ter plaatse 35 van de langsruggen op het buitenoppervlak van de binnenbuis 11, zoals hierboven omschreven, tot een resterend, opvullend en verbindend tinvlies 1012676 11 wordt weggedrukt tot in de, een lekdetectiekanaal vormende langsgroeven 14, waarmee een samengestelde, als ééndelig functionerende warmtewisselbuis met lekdetectie is verkregen met een configuratie vergelijkbaar met die volgens Fig. 3.

5 In Fig. 6 is een warmtewisselbuis weergegeven die voorzien is van een binnenbuis 21 en een buitenbuis 22, die stijf tegen elkaar aan liggen en verbonden zijn met een tinvlies, een en ander op een wijze zoals hierboven besproken. Ter plaatse van de overgang tussen beide buizen 21, 22 is in het buitenoppervlak van de binnenbuis 21 een enkele schroeflijnvormige groef 10 24 aangebracht die een lekdetectiekanaal vormt. Een dergelijk lekdetectiekanaal wordt voorgeschreven in situaties waarbij het warmte-afgevende medium nimmer in contact met het warmte-opnemende medium mag komen. Ontstaat er een scheurtje in de binnen- of de buitenbuis, dan zal daardoorheen lekkend medium in het lekdetectiekanaal terecht komen. 15 Om te kunnen constateren dat er zich vloeistof in het lekdetectiekanaal bevindt, dient dit waarneembaar te zijn. Om deze reden is in de buitenbuis 22 een opening 25 aangebracht die in open contact staat, het lekdetectiekanaal. De opening 25 kan in verbinding staan met een lekdetectiemiddel, dat het gelekte medium of een drukverandering 20 constateert.

Reeds vermeld is, dat splijten van de samengestelde warmtewisselbuis uiterst nadelig is voor de warmteoverdracht en hoe dat splijten bij de onderhavige warmtewisselbuizen wordt tegengegaan. Een verdere waarborg in dit opzicht kan worden verschaft door het aanbrengen 25 van een zilverlas 26 (zie Fig. 6) ter plaatse van de overgang tussen de binnenbuis 21 en de buitenbuis 22 bij althans een der uiteinde van de samengestelde warmtewisselbuis. Naast of in plaats van deze versterking kan er ook voor worden gezorgd dat het betreffende uiteinde minder wordt blootgesteld aan warmteschokken door het aanbrengen van een isolerende 30 laklaag 27 (zie Fig. 6).

Om de warmteoverdracht te vergroten kan er voorzien zijn in vinnen of ribben op het buitenoppervlak van de buitenbuis 22 of het binnenoppervlak van de binnenbuis 21. Dergelijke vinnen of ribben kunnen door extrusie worden gevormd. Een andere mogelijkheid is het aanbrengen 35 van een schroeflijnvormig gewikkelde draad 28 (bijvoorbeeld met een trapeziumvormig wikkelprofiel; zie Fig. 6) die vervólgens schroeflijnvormig 1012676 12 om de buitenbuis 22 wordt gewikkeld. Het verbinden van een dergelijke draad met een buis geschiedt door middel van solderen. Deze warmtebehandeling kan tegelijkertijd dienen voor het doen smelten van de tinlaag tussen binnenbuis en buitenbuis ter verkrijging van een 5 samengestelde, als ééndelig functionerende warmtewisselbuis zoals in het voorgaande is beschreven.

Bij de uitvoeringsvorm volgens Fig. 6 is ook de binnenbuis voorzien van vinvormige organen, en wel wederom in de vorm van een schroeflijnvormig gewikkelde draad 29, die schroeflijnvormig gewikkeld is 10 om en vastgezet is op een steunbuis 30, die concentrisch in de binnenbuis 21 is gestoken. Desgewenst kan het binnenoppervlak van de binnenbuis 21 vertind zijn waardoor tijdens eerderbedoelde warmtebehandeling de van de steunbuis 30 afgekeerde uiteinde van de gewikkelde draad 29 aan het binnenoppervlak van de binnenbuis 21 worden vastgezet.

15 Het spreekt voor zich, dat er binnen het kader van de uitvinding, zoals neergelegd in de bijgaande conclusies, nog vele wijzigingen en varianten mogelijk zijn. Zo zijn voor het vormen van een lekdetectiekanaal bij de bovenbesproken uitvoeringsvoorbeelden groeven aangebracht in het binnenoppervlak van de buitenbuis of het buitenoppervlak van de 20 binnenbuis. Uiteraard kunnen ook groeven in beide oppervlakken worden aangebracht of kunnen de diverse groeven onderling verbonden zijn door verdere groeven, waardoor een min of meer gekarteld oppervlak ontstaat. Verder zijn koper en tin genoemd als toepasbare materialen; hiermee wordt het toepassen van andere materialen echter niet uitgesloten. Verder is het 25 onder omstandigheden mogelijk dat de warmtebehandeling voor het smelten en deels wegdrukken van de tinlaag achterwege te laten, namelijk bijvoorbeeld dan als het oprekken met een zodanige warmteontwikkeling gepaard gaat dat het soldeermateriaal al tijdens het oprekken smelt.

1012676 ·

Claims (12)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandige warmtewisselbuis met lekdetectie, waarbij een binnenhuis in een buitenbuis wordt geschoven, nadat een oppervlakteprofilering is aangebracht op althans het buitenoppervlak van de binnenbuis of het 5 binnenoppervlak van de buitenhuis, en na het in elkaar schuiven van binnen- en buitenbuis de binnenbuis zodanig wordt opgerekt dat het buitenoppervlak van de binnenbuis in nauw contact verkeert met het binnenoppervlak van de buitenbuis en de oppervlakteprofilering ten minste één lekdetectiekanaal tussen de beide buizen vormt, met het kenmerk, dat 10 - voor het in elkaar schuiven van binnen- en buitenbuis althans het buitenoppervlak van de binnenbuis of het binnenoppervlak van de buitenbuis wordt voorzien van een laag soldeermateriaal, zoals tin; - het oprekken van de binnenbuis zodanig geschiedt dat ook de buitenbuis wordt op gerekt; en 15. de laag soldeermateriaal tussen binnen- en buitenbuis tot smelten wordt gebracht, waarbij het oprekken van de buitenhuis zodanig geschiedt, dat de gesmolten soldeerlaag grotendeels tussen de binnenbuis en de buitenbuis wordt weggedrukt in het ten minste ene lekdetectiekanaal.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de binnenbuis wordt vervaardigd van een zachter materiaal dan de buitenbuis.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de oppervlakteprofilering zodanig wordt uitgevoerd, dat deze gemeten op het betreffende oppervlak van de betreffende buis ten hoogste circa 50% van dat 25 oppervlak in beslag neemt.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de oppervlakteprofilering wordt aangebracht in de vorm van een schroeflijnvormige groef met een breedte van circa 2 mm en een spoed van circa 4 mm.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het verwarmen plaatsheeft door het op althans het buitenoppervlak van de buitenbuis of het binnenoppervlak van de 1012676 15 A buitenhuis althans het binnenoppervlak van de binnenhuis of het buitenoppervlak van de buitenbuis is voorzien van een isolerende laklaag.

13. Warmtewisselbuis volgens een der conclusies 10-12, met het kenmerk, dat op althans het buitenoppervlak van de buitenhuis of het 5 binnenoppervlak van de binnenbuis vinvormige organen zoals een schroeflijnvormig om de buis heen gewikkelde draadspiraal, zijn gesoldeerd.

14. Warmtewisselbuis volgens een der conclusies 10-12, met het kenmerk, dat op althans het buitenoppervlak van de buitenbuis of het binnenoppervlak van de binnenbuis vinvormige organen zoals een 10 schroeflijnvormig om de buis heen gewikkelde draadspiraal, zijn gesoldeerd, waarbij die vinvormige organen over de lengte van de laklaag zijn weggelaten.

15. Warmtewisselbuis volgens een der conclusies 10-12, met het kenmerk, dat de oppervlakteprofilering gemeten op het betreffende 15 oppervlak van de betreffende buis ten hoogste circa 50% van dat oppervlak in beslag neemt.

16. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de oppervlakteprofilering een schroeflijnvormige groef met een breedte van circa 2 mm en een spoed van circa 4 mm is. 1012676 14 ft binnenhuis solderen van vinvormige organen, zoals een schroeflijnvormig om de buis heen gewikkelde draadspiraal.

6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het buitenoppervlak van de binnenbuis wordt bekleed met een laag 5 soldeermateriaal en daarin vervolgens een oppervlakteprofilering in de vorm van tenminste een zich schroeflijnvormig uitstrekkende groef wordt aangebracht.

7. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het buitenoppervlak van de binnenbuis wordt voorzien van een laag 10 soldeermateriaal en het binnenoppervlak van de buitenbuis wordt voorzien van een oppervlakteprofilering in de vorm van zich in langsrichting uitstrekkende groeven.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan elk uiteinde van het samenstel van binnen- en buitenhuis 15 een zilverlas wordt aangebracht ter plaatse van de naad tussen binnen- en buitenbuis.

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat bij althans een der uiteinden van het samenstel van binnen-en buitenbuis althans het binnenoppervlak van de binnenbuis of het 20 buitenoppervlak van de buitenbuis wordt voorzien van een isolerende laklaag.

10. Warmtewisselbuis met lekdetectie voorzien van een samenstel bestaande uit een buitenbuis en een in nauw aanliggend contact daarmee verkerende binnenbuis en tenminste een zich in en nabij het scheidingsvlak 25 tussen binnen- en buitenbuis uitstrekkend lekdetectiekanaal, met het kenmerk, dat zich ter plaatse van het contact tussen binnen- en buitenbuis een vliesdunne laag uit soldeermateriaal, zoals tin, bevindt, die door smelten met zowel de binnenbuis als de buitenbuis is verbonden, waarbij de binnenbuis en de buitenbuis onder voorspanning tegen elkaar aan liggen.

11. Warmtewisselbuis volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat nabij een uiteinde van het samenstel van binnen- en buitenbuis in de buitenbuis een doorgaande opening is aangebracht die in verbinding staat met het of elk in het samenstel voorzien lekdetectiekanaal.

12. Warmtewisselbuis volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, 35 dat bij althans een der uiteinden van het samenstel van binnen- en 1012676