DE3007494A1

DE3007494A1 - HEAT EXCHANGER WITH A PIPELINE AND PROCESS AND DEVICE FOR PRODUCING SUCH A HEAT EXCHANGER ON THE SURFACE OF SPICK-SHAPED ELEMENTS

Info

Publication number: DE3007494A1
Application number: DE19803007494
Authority: DE
Inventors: Iii Herbert J Venables
Original assignee: VENABLES III
Current assignee: VENABLES III
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1980-02-28
Publication date: 1980-09-11
Also published as: GB2049147B; JPS55118597A; GB2049147A; FR2450432B1; CA1130789A; FR2450432A1; IT8067326A0; IT1193405B

Description

G 52 185G 52 185

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Anmelder: Herbert J. Venables, III, 6909 Grant Avenue, Applicant: Herbert J. Venables, III, 6909 Grant Avenue,

Cleveland, Ohio 44105/USA undCleveland, Ohio 44105 / USA and

Herbert J. Venables, IV, 6909 Grant Avenue,Herbert J. Venables, IV, 6909 Grant Avenue,

Cleveland, Ohio 44105/USACleveland, Ohio 44105 / USA

Wärmetauscher mit einer an der Oberfläche stachelförmige Elemente aufweisenden Rohrleitung und Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen derartiger Wärmetauscher.Heat exchanger with a pipeline having spiked elements on the surface and a method and device for producing such heat exchangers.

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher und insbesondere einen neuen und verbesserten Wärmetauscher mit einer Rohrleitung, die auf der Außenseite stachelförmige oder stäbchenartige Elemente für den Wärmetausch trägt, und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen derartiger Wärmetauscher.The invention relates to a heat exchanger and, more particularly, to a new and improved heat exchanger having a conduit, which has spiked or rod-like elements for heat exchange on the outside, and a method and an apparatus for manufacturing such heat exchangers.

Es ist bekannt, Wärmetauscher mit Gebläsen und dergleichen zu versehen, um einen Strömungsmittelstrom wie einen Luftstrom über den Wärmetauscher zu bewegen, damit Wärme zwischen dem Strömungsmittel und dem Wärmetauscher übertragen wird. Derartige Systeme werden vielfach benutzt, beispielsweise in Wärmepumpen von Klimageräten oder -anlagen.It is known to provide heat exchangers with fans and the like to provide a fluid flow such as an air flow move across the heat exchanger to allow heat to transfer between the fluid and the heat exchanger will. Such systems are widely used, for example in heat pumps for air conditioning units or systems.

Auch ist es bekannt, derartige Wärmetauscher mit Rohren zu versehen, auf die wendelförmig Stacheln aufgewickelt sind, wie beispielsweise aus den US-PS 3 005 253, 3 134 136, 3 160 129 und 3 688 375 hervorgeht. Die nachfolgende Erläuterung der Erfindung und die Beschreibung der Ausführungsbeispiele gehen davon aus, daß diese Druckschriften bekannt sind. It is also known to provide such heat exchangers with tubes on which helically spikes are wound, as can be seen, for example, from US Pat. Nos. 3,005,253, 3,134,136, 3,160,129 and 3,688,375. The following explanation of the invention and the description of the exemplary embodiments assume that these publications are known.

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Diese bekannten Wärmetauscher mit auf deren Rohr angeordneten Stacheln werden dadurch hergestellt, daß man ein im wesentlichen gradliniges Rohr mit einem oder mehreren Streifen mit wendelförmig angeordneten Stacheln umwickelt, wobei der Steigungswinkel der Streifen und der axiale Abstand der Stacheln gleichmäßig ist. Die Stacheln sorgen für eine bedeutende Erhöhung der Wärmetauschkapazität einer gegebenen Rohrlänge. Nach dem Umwickeln wird das Rohr hin- und hergebogen, um einen mehrere Rohrdurchgänge aufweisenden Wärmetauscher zu bilden, der gewöhnlich in Einrichtungen mit einem Gebläse oder dergleichen, das ein Strömungsmittel über die einzelnen Durchgänge oder Abstände des Wärmetauschers drückt, eingebaut wird.These known heat exchangers with arranged on the tube spikes are made by having a substantially straight tube wrapped with one or more strips with helically arranged spikes, the The angle of inclination of the strips and the axial spacing of the spines is uniform. The spines make for a significant Increasing the heat exchange capacity of a given length of pipe. After wrapping the pipe is bent back and forth, to form a multi-passageway heat exchanger usually found in devices with a fan or the like that presses a fluid across the individual passages or spaces of the heat exchanger will.

Bisher hat man die Rohre für derartige Wärmetauscher mit gleichförmigem Steigungswinkel bewickelt, obwohl die Stacheln in den Krümmungsbereichen beim Biegen beschädigt werden und daher für den Wärmetausch nicht so wirkungsvoll wie die unbeschädigten Stacheln in den gradlinigen Bereichen des Rohres beitragen. Auch tragen die gleichförmig bewickelten gradlinigen Abschnitte derartiger Wärmetauscher in den meisten Fällen nicht gleichförmig zur Wärmetauschkapazität bei, da die Gebläse oder dergleichen nicht gleichförmige Mengen Strömungsmittel über die gesamte Länge dieser gradlinigen Abschnitte fördern.So far, the tubes for such heat exchangers have been wound with a uniform pitch angle, although the spikes are damaged in the areas of curvature during bending and are therefore not as effective for heat exchange as the undamaged ones Contribute spikes in the straight areas of the pipe. Also wear the uniformly wound straight lines Sections of such heat exchangers in most cases do not contribute uniformly to the heat exchange capacity, since the Fan or the like non-uniform amounts of fluid over the entire length of these straight sections support financially.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher mit einem mit Stacheln besetzten Rohr zu schaffen, der preiswert herzustellen ist und einen optimalen Wärmetausch ermöglicht. The invention has for its object to provide a heat exchanger with a spiked tube that is inexpensive is to be produced and enables optimal heat exchange.

Gemäß der Erfindung wird ein verbesserter Wärmetauscher mit einem mit Stacheln besetzten Rohr und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines derartigen Wärmetauschers vorgeschlagen. Die Rohrleitung dieses Wärmetauschers In accordance with the invention there is an improved spiked tube heat exchanger and method proposed a device for producing such a heat exchanger. The pipeline of this heat exchanger

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ist wendelförmig mit radial hochstehenden Stacheln umwickelt, die so angeordnet sind, daß sie mit einem kleineren Steigungswinkel und einem kleineren Abstand entlang den gradlinigen Abschnitten des Wärmetauschers, über die die größten Mengen des für den Wärmetausch bewegten Strömungsmittels strömen, und einem größeren Steigungswinkel und größerem Abstand entlang den Teilen des Rohres im Bereich der Krümmungen und der Abschnitte, über welche geringere Mengen des Strömungsmittels strömen, vorgesehen sind. Dementsprechend benötigt der Wärmetauscher für eine bestimmte Wärmetauschkapazität weniger Material und eine kürzere Herstellungszeit.is helically wrapped with radially upstanding spines, which are arranged so that they are with a smaller angle of inclination and a smaller distance along the straight sections of the heat exchanger over which the largest quantities of the fluid moving for the heat exchange flow, and along a larger angle of inclination and greater distance the parts of the pipe in the area of the bends and the sections over which lesser amounts of the fluid stream, are provided. Accordingly, the heat exchanger needs less for a given heat exchange capacity Material and a shorter manufacturing time.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Rohrleitung im gradlinigen Zustand mit den Stacheln wendelförmig umwickelt. Um die Abschnitte mit einem größeren Steigungswinkel zu erzeugen, kann die zum Umwickeln der Rohrleitung bestimmte Vorrichtung die Relativgeschwindigkeit zwischen dem axialen Vorschub der Rohrleitung und der Drehgeschwindigkeit des Wickelkopfes verändern, damit.Zonen mit einem verhältnismäßig geringen Steigungswinkel und einem geringen axialen Abstand der Stacheln und dazwischen liegenden zweiten Zonen mit größerem Steigungswinkel und größerem axialen Abstand der Stacheln erzeugt werden. Vorzugsweise wird die Änderung des Steigungswinkels durch Verändern des Vorschubes, mit dem die Rohrleitung in axialer Richtung in den Wickelkopf eingeführt wird, erreicht, wobei die Maschine so programmiert ist, daß sie Zonen oder Abschnitte mit größerem Steigungswinkel an zweckmäßigen Stellen des Rohres erzeugt, damit, wenn das Rohr in die Form des fertigen Wärmetauschers gebogen wird, sich diese Zonen oder Abschnitte im Bereich der Krümmungen und den Bereichen befinden, über die kleinere Mengen des Strömungsmittels strömen.According to the present invention, the pipeline is helically wrapped in the straight state with the spikes. In order to produce the sections with a larger pitch angle, the device intended for wrapping the pipeline can the relative speed between the axial advance of the pipeline and the speed of rotation of the end winding Change so that zones with a relatively small angle of inclination and a small axial distance of the spines and intermediate second zones with a larger pitch angle and larger axial distance of the Spines are generated. Preferably, the change in the pitch angle by changing the feed rate with which the Pipeline is introduced in the axial direction into the winding head, achieved, the machine is programmed so that it creates zones or sections with a larger angle of inclination at appropriate points of the pipe, so that when the pipe is bent into the shape of the finished heat exchanger, these zones or sections in the area of the bends and the areas over which smaller amounts of fluid flow.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers und einer Vorrichtung zum HerstellenIn the drawing is an embodiment of an inventive Heat exchanger and an apparatus for manufacturing

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eines derartigen Wärmetauschers schematisch dargestellt, und zwar zeigtsuch a heat exchanger shown schematically, namely shows

Fig. 1 eine Seitenansicht des Wärmetauschers, wobei Teile der auf ihn aufgewickelten Stacheln zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen sind und ein Gebläse zum Blasen eines Luftstroms über den Wärmetauscher angedeutet ist, undFig. 1 is a side view of the heat exchanger, with parts of the spikes wound on it for simplicity are omitted from the illustration and a fan for blowing a stream of air over the Heat exchanger is indicated, and

Fig. 2 "scnaubildliche Ansicht der Vorrichtung zum Anbringen von Stacheln auf einer Rohrleitung zum Herstellen eines Wärmetauschers gemäß Fig. 1.Fig. 2 "Close-up view of the attachment device of spikes on a pipeline for producing a heat exchanger according to FIG. 1.

Der in Fig.1 dargestellte Wärmetauscher kann beispielsweise in einer Klimaanlage verwendet werden und besteht aus einem Rohr 10, das wendelförmig mit Stacheln 11 umwickelt ist. Zur Vereinfachung der Darstellung sind diese Stacheln 11 nur als grade Linien dargestellt, die sich radial zum Rohr 10 erstrecken, jedoch sei darauf hingewiesen, daß die Stacheln 11 wendelförmig um den gesamten Umfang des Rohres 10 angeordnet sind und dieselbe Ausbildung wie in den obengenannten Patentschriften haben.The heat exchanger shown in FIG. 1 can be used, for example, in an air conditioning system and consists of a tube 10 which is helically wound with spikes 11. To simplify the illustration, these spikes 11 are shown only as straight lines which extend radially to the tube 10, but it should be noted that the spikes 11 are arranged helically around the entire circumference of the tube 10 and have the same design as in the above-mentioned patents .

In Fig. 1 sind die Stacheln 11 einander direkt gegenüberliegend angeordnet, jedoch brauchen die Stacheln nicht diametral gegenüber angeordnet zu sein und auch nicht radial zum Rohr 10 verlaufen, sondern sie können bis zu einem gewissen Grade auch geneigt stehen. Auch kann das Rohr 10 mit einem einzigen Streifen, der Stacheln 11 trägt, einfach oder auch mit mehreren derartigen Streifen zwei- oder mehrgängig umwickelt sein. Außerdem können die Streifen L-förmig, wie in der US-PS 3 005 253, oder U-förmig, wie in der US-PS 3 134 166 offenbart, ausgebildet sein.In Fig. 1, the spines 11 are arranged directly opposite one another, but the spikes do not need diametrically to be arranged opposite and also not run radially to the pipe 10, but they can to a certain extent also stand inclined. The tube 10 can also be made with a single strip carrying spikes 11, simply or with several such strips be wrapped in two or more threads. Also, the strips can be L-shaped, as in U.S. Patent 3,005,253, or U-shaped as disclosed in US Pat. No. 3,134,166.

Das mit den Stacheln 11 besetzte Rohr 10 ist an sieben Stellen 12 bis 18 in entgegengesetzten Richtungen gebogen, umThe occupied with the spikes 11 tube 10 is bent at seven points 12 to 18 in opposite directions to

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eine Mehrzahl von im wesentlichen gradlinig und parallel zueinander verlaufenden Rohrabschnitten 21 bis 28 zu bilden, welche die benachbarten gekrümmten Rohrabschnitte untereinander verbinden, wobei durch das derart gebogene Rohr 10 eine Kühlflüssigkeit oder eine andere Flüssigkeit hin- und herströmt, wenn sich der Wärmetauscher im Betrieb befindet.to form a plurality of pipe sections 21 to 28 running essentially in a straight line and parallel to one another, which connect the adjacent curved pipe sections with each other, wherein the pipe 10 bent in this way a Cooling liquid or some other liquid flows back and forth when the heat exchanger is in operation.

Ein strichpunktiert angedeutetes Gebläse 31 ist neben dem Wärmetauscher angeordnet und bläst einen Luftstrom oder dergleichen über die mit Stacheln 11 besetzten Abschnitte des Rohres 10, wobei, wie Fig. 1 zeigt, zwischen den Enden der auf den einzelnen Rohrabschnitten angeordneten Stacheln 11 ein schmaler Spalt verbleibt, so daß die vom Gebläse 31 geförderte Luft nicht nur durch diese Spalte, sondern auch zwischen den nebeneinander angeordneten Stacheln 11 hindurchströmen muß. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gebläse 31 einen drehbar gelagerten propellerartigen Flügel auf, der um eine zentrale Achse 32 drehbar gelagert ist und Luft über den Wärmetauscher in einem im wesentlichen kreisförmigen Strömungspfad drückt, der in Fig. 1 durch die gebrochene Linie 33 angedeutet ist. Bei Verwendung eines derartigen Gebläses 31 ist die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in dem von der Linie 33 begrenzten Kreisprofil am größten, während die Luftgeschwindigkeit über den Wärmetauscher außerhalb dieses Kreisprofils geringer ist.A blower 31 indicated by dash-dotted lines is arranged next to the heat exchanger and blows an air stream or the like on the studded with spikes 11 sections of the tube 10, wherein, as Fig. 1 shows, between the ends of the on the individual pipe sections arranged spikes 11 remains a narrow gap so that the blower 31 promoted Air not only flow through these gaps, but also between the spikes 11 arranged next to one another got to. In the illustrated embodiment, the fan 31 has a rotatably mounted propeller-like blade on, which is rotatably mounted about a central axis 32 and air over the heat exchanger in a substantially circular Presses the flow path, which is indicated in FIG. 1 by the broken line 33. When using such a Blower 31, the flow speed of the air in the circular profile bounded by the line 33 is greatest, while the air speed over the heat exchanger is lower outside this circular profile.

Um einen möglichst großen Wärmetausch zwischen der über den Wärmetauscher strömenden Luft und dem durch das Rohr 10 fließenden Strömungsmittel zu gewährleisten, sind die Stacheln 11 zwischen den Stellen 34 und 35 auf dem graden Abschnitt mit hoher Dichte oder kleinem Steigungswinkel angeordnet, während sie mit geringerer Dichte oder größerem Abstand aufgrund eines größeren Steigungswinkels im Bereich der gekrümmten Rohrabschnitte 12 und 13 und von diesen gekrümmten Rohrabschnitten bis zu den Stellen 34 und 35 angeordnet sind. Dem-In order to achieve the greatest possible heat exchange between the air flowing over the heat exchanger and the air flowing through the pipe 10 To ensure flowing fluid, the spikes 11 are between the points 34 and 35 on the straight section arranged with high density or small pitch angle, while they are due to lower density or greater spacing a larger angle of inclination in the region of the curved pipe sections 12 and 13 and pipe sections curved by these up to the points 34 and 35 are arranged. To the-

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entsprechend ist eine große Dichte der Stacheln 11 auf dem Rohrabschnitt 22 innerhalb des eine hohe Strömungsgeschwindigkeit umfassenden Strömungsprofils gegeben, während die Stacheln 11 auf den gekrümmten Rohrabschnitten und den außerhalb des eine hohe Luftströmung enthaltenden Strömungsprofils· mit geringerer Dichte vorgesehen sind.correspondingly, there is a high density of the spikes 11 on the pipe section 22 within the high flow velocity comprehensive flow profile given, while the spikes 11 on the curved pipe sections and the outside of the flow profile containing a high air flow are provided with a lower density.

In ähnlicher Weise sind die Stacheln 11 auf dem graden Rohrabschnitt 23 zwischen den Stellen 36 und 37 mit verhältnismäßig hoher und im wesentlichen gleichförmiger Dichte und außerhalb dieser Stellen und auf den anschließenden gekrümmten Rohrabschnitten 13 und 14 mit geringerer Dichte angeordnet. Auf dem graden Rohrabschnitt 24 sind die Stacheln 11 zwischen den Stellen 38 und 39 für einen maximalen Wärmetausch mit hoher Dichte und auf den gekrümmten Rohrabschnitten 14 und 15 mit geringerer Dichte vorgesehen.Similarly, the spikes 11 are on the straight pipe section 23 between positions 36 and 37 with proportionate high and substantially uniform density and outside these points and on the subsequent curved ones Pipe sections 13 and 14 arranged with a lower density. The spikes 11 are on the straight pipe section 24 between points 38 and 39 for maximum heat exchange with high density and provided on the curved pipe sections 14 and 15 with lower density.

Bei einem symmetrischen Wärmetauscher, wie beispielsweise der in Fig. 1 dargestellte Wärmetauscher, ist die dicht umwickelte Länge des graden Rohrabschnittes 25 gleich wie beim Rohrabschnitt 24, die Stacheln 11 mit hoher Dichte oder geringem Abstand tragende Länge des graden Rohrabschnittes 26 gleich der des Rohrabschnittes 23 und die Länge hoher Dichte der. Stacheln auf dem graden Rohrabschnitt 27 gleich der Länge auf dem Rohrabschnitt 22. Auf dem graden Rohrabschnitt 21 sind die Stacheln 11 zwischen den Stellen 41 und 42 mit hoher Dichte angeordnet,und gleiches gilt für den graden Rohrabschnitt 28.In a symmetrical heat exchanger, such as the heat exchanger shown in FIG. 1, the heat exchanger is tightly wrapped The length of the straight pipe section 25 is the same as that of the pipe section 24, the spines 11 with high density or low Distance bearing length of straight pipe section 26 equal to that of pipe section 23 and the length of high density the. Spikes on straight pipe section 27 equal to length on pipe section 22. On straight pipe section 21, the spines 11 are arranged between the points 41 and 42 with high density, and the same applies to the straight pipe section 28.

Bei diesem Wärmetauscher sind alle innerhalb des kreisförmigen, die höchste Strömungsgeschwindigkeit enthaltenden Strömungsprofils des Gebläses 31 liegenden Abschnitte so mit Stacheln 11 bewickelt, daß diese eine hohe Dichte aufweisen bzw. dicht aneinander liegen, um einen maximalen Wärmetausch zwischen der Luft und dem durch das Rohr 10 fließendenIn this heat exchanger, all are inside the circular one containing the highest flow velocity Flow profile of the fan 31 lying sections so wound with spikes 11 that they have a high density or lie close to one another in order to achieve a maximum heat exchange between the air and the air flowing through the tube 10

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Strömungsmittel zu erzielen, während die außerhalb dieses Strömungsprofils liegenden Abschnitte des Wärmetauschers mit Stacheln umhüllt sind, die mit geringerer Dichte vorgesehen sind, was man durch Einstellen eines größeren Steigungswinkels beim Umwickeln erreicht. Dementsprechend wird weniger Material zum Herstellen des Wärmetauschers als bisher benötigt, ohne daß die Wärmetauschkapazität eines Wärmetauschers gegebener Größe merklich sinkt. Außerdem wird bei einer bevorzugten Ausführungsform das Rohr 10 mit größerem Vorschub vorbewegt, wenn mit größerem Steigungswinkel gewickelt wird, so daß die Fertigstellungszeit für das Wärmetauscherrohr auf diese Weise gesenkt wird.To achieve fluid, while lying outside of this flow profile sections of the heat exchanger with Spines are sheathed, which are provided with a lower density, which can be achieved by setting a larger pitch angle reached when wrapping. Accordingly, less material is required to manufacture the heat exchanger than before, without the heat exchange capacity of a heat exchanger of a given size noticeably decreasing. In addition, a preferred Embodiment, the tube 10 is advanced at a greater feed rate when winding with a greater pitch angle, so that the completion time for the heat exchanger tube is reduced in this way.

Das mit Stacheln 11 bewickelte Rohr 10 wird dann gebogen, um die zahlreichen gekrümmten Rohrabschnitte 12 bis 18 zu erzeugen, so daß die Stacheln im Bereich der gekrümmten Rohrabschnitte ebenfalls gebogen und bis zu einem gewissen Grade beschädigt werden und dementsprechend zum Wärmetausch nicht mit demselben Wirkungsgrad wie die in den .graden Rohrabschnitten 21 bis 28 befindlichen unbeschädigten Stacheln beitragen. In der Zeichnung wurde jedoch nicht versucht darzustellen, in welcher Weise die Beschädigung der Stacheln 11 im Bereich der gekrümmten Rohrabschnitte erfolgt, weil die Beschädigungen ungleichförmig sind und sich daher nicht richtig darstellen lassen.The tube 10 wound with spikes 11 is then bent to to produce the numerous curved pipe sections 12 to 18, so that the spikes in the region of the curved pipe sections can also be bent and damaged to a certain extent and accordingly not for heat exchange contribute with the same efficiency as the undamaged spines located in the .grad pipe sections 21 to 28. In the drawing, however, no attempt was made to illustrate the manner in which the damage to the spines 11 takes place in the area of the curved pipe sections because the damage is non-uniform and therefore not spread can be displayed correctly.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Herstellen eines mit Stacheln 11 besetzten Rohres für einen Wärmetauscher. Diese Vorrichtung weist Zufuhrrollen 50 auf, welche zwischen " sich das Rohr 10 erfassen und untereinander mittels ZahnrädernFig. 2 shows schematically a device for producing a tube with spikes 11 for a heat exchanger. This device has feed rollers 50 which grasp the pipe 10 between them and one another by means of gear wheels

51 verbunden sind. Die Zufuhrrollen 50 werden von einem Motor51 are connected. The feed rollers 50 are driven by a motor

52 angetrieben, um das Rohr 10 in Pfeilrichtung vorzuschieben. Ein Wickelkopf 53 wird in Richtung des auf ihm eingezeichnetes Pfeiles um das Rohr 10 gedreht und bewickelt das vorgeschobene Rohr mit Stacheln tragenden Materialstreifen52 driven to advance the tube 10 in the direction of the arrow. A winding head 53 is rotated around the tube 10 in the direction of the arrow drawn on it and winds it advanced tube with strips of material carrying spikes

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Einzelheiten eines derartigen Wickelkopfes sind in den oben angegebenen Patentschriften offenbart. Diesem Wickelkopf 53 wird ein Stacheln tragender Materialstreifen 54- zugeführt, welcher mittels rotierenden Messern und Formrollen geschnitten und geformt und dann unter Zugspannung auf das Rohr 10 aufgewickelt wird.Details of such a winding head are disclosed in the patents cited above. This winding head 53 a strip of material 54- carrying spikes is fed, which is cut and shaped by means of rotating knives and forming rollers and then wound onto the tube 10 under tensile stress will.

Der Abstand zwischen benachbarten Stacheln 11 wird vom Steigungswinkel beim Wickelvorgang bestimmt, der seinerseits vom Verhältnis zwischen der Drehgeschwindigkeit des Wickelkopfes 53 und der Vorschubgeschwindigkeit des Rohres 10 abhängt. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Rohres 10 erhöht wird, ergibt sich ein größerer Steigungswinkel und damit ein größerer Abstand zwischen benachbarten Stacheln 11 und somit eine geringere Dichte der Hülle des Rohres 10. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Rohres 10 bei gleichbleibender Drehzahl des Wickelkopfes 53 herabgesetzt wird, erhält man einen kleineren Steigungswinkel der Umwickelung und damit eine dichtere Hülle bzw. einen geringeren Abstand der benachbarten Stacheln 11. Bei der dargestellten Vorrichtung ist eine programmierte Geschwindigkeitssteuerung 56 zum Steuern der Arbeitsgeschwindigkeit des Antriebsmotors 52 und damit zum Steuern des Vorschubes des Rohres 10 vorgesehen. Diese Geschwindigkeitssteuerung 56 ist über eine elektrische Verbindung 57 mit dem Wickelkopf 53 verbunden, so daß die Drehzahl des Wickelkopfes festgestellt und danach die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 52 und der Zufuhrrollen 50 auf die jeweils gewünschte Wickelung abgestellt bzw. eingestellt wird. Die Geschwindigkeitssteuerung 56 ist so programmiert, daß sie einen langsamen Vorschub des Rohres 10 für geeignete Zeiträume einstellt, um die einzelnen im Abstand voneinander liegenden Zonen oder Abschnitte mit dichter Hülle zu erzeugen, während dazwischen höhere Vorschubgeschwindigkeiten für die betreffenden Zeitabschnitte eingestellt werden, um die dazwischen liegenden Zonen oder Ab-The distance between adjacent spikes 11 is determined by the pitch angle during the winding process, which in turn on the ratio between the speed of rotation of the winding head 53 and the feed speed of the tube 10 depends. If the feed rate of the pipe 10 is increased, there is a greater angle of inclination and thus a greater distance between adjacent spikes 11 and thus a lower density of the shell of the pipe 10. When the feed rate of the tube 10 is reduced while the speed of the winding head 53 remains constant, one obtains a smaller angle of inclination of the wrapping and thus a denser shell or a smaller distance between the adjacent spines 11. In the device shown is a programmed speed controller 56 for controlling the operating speed of the drive motor 52 and thus provided for controlling the advance of the tube 10. This speed control 56 is via an electrical connection 57 connected to the winding head 53, so that the speed of the winding head is determined and then the speed of the drive motor 52 and the feed rollers 50 are turned off or set to the respectively desired winding will. The speed control 56 is programmed so that it a slow advance of the tube 10 for sets suitable periods of time to denser the individual spaced zones or sections To produce shell, while in between higher feed speeds set for the relevant time segments in order to avoid the intermediate zones or

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schnitte mit weniger dichter Hülle, wie sie für den Wärmetauscher benötigt werden, zu bilden.to make cuts with a less dense shell, as required for the heat exchanger.

Nachdem das Rohr 10 bewickelt worden ist, wird es im Bereich der Abschnitte mit der weniger dichten Hülle in die in Fig. 1 dargestellte Form gebogen. Bei einem derartigen Wärmetauscher sind die Längen der einzelnen eine hohe Dichte aufweisenden Abschnitte nicht gleichförmig, ebensowenig wie die Längen der Abschnitte mit geringerer Dichte, da eine hohe Dichte auf den einzelnen graden Rohrabschnitten 21 bis 28 nur innerhalb des von der kreisförmigen Linie 33 begrenzten Strömungsprofils benötigt wird. Dementsprechend ist die Geschwindigkeitssteuerung 56 so programmiert, daß die verschiedenen Abschnitte mit den jeweils benötigten Längen erzeugt werden.After the pipe 10 has been wound, it is in the region of the sections with the less dense casing in the one shown in FIG. 1 The shape shown is curved. In such a heat exchanger, the lengths of each are high in density Sections not uniform, as well as the lengths of the sections with lower density, since a high density the individual straight pipe sections 21 to 28 only within the flow profile delimited by the circular line 33 is needed. Accordingly, the speed controller 56 is programmed so that the various sections can be generated with the required lengths.

Vorzugsweise wird die Zufuhrgeschwindigkeit der Materialstreifen 54 zum Rohr 10 und die Drehzahl des Winkelkopfes 53 während des gesamten Wickelvorganges im wesentlichen konstant gehalten, so daß für jede volle Umwickelung entlang der gesamten Länge des Rohres 10 gleiche Längen der Materialstreifen 54 benutzt werden. Die Materialstreifen 54 werden beim Wickeln der eine geringere Dichte aufweisenden Zwischenzonen stärker gestreckt als beim Wickeln der eine höhere Dichte aufweisenden Zonen, um den größeren Steigungswinkel zu erzielen. Das Strecken oder Längen der Materialstreifen 54 muß jedoch so begrenzt sein, daß sie nicht reißen oder brechen können. In der Praxis beträgt die Streckung in den Zonen mit hoher Dichte etwa 1 % und in den Zonen mit geringerer Dichte etwa 3 %· Mit derartigen Unterschieden der Streckung oder Längung der Materialstreifen 54 kann eine bedeutende Erhöhung des Wickelwinkels oder des gegenseitigen Abstandes der Stacheln 11 erzielt werden, ohne daß die Materialstreifen brechen, wobei die Materialstreifen mit samt den Stacheln aus Aluminium bestehen können.The feed speed of the material strips 54 to the tube 10 and the speed of the angle head 53 are preferably kept essentially constant during the entire winding process, so that the same lengths of the material strips 54 are used for each complete wrapping along the entire length of the tube 10. The strips of material 54 are stretched more during winding of the intermediate zones having a lower density than during winding of the zones having a higher density, in order to achieve the greater angle of inclination. However, the stretching or lengthening of the strips of material 54 must be limited so that they cannot tear or break. In practice, the elongation in the high-density zones is about 1 % and in the lower-density zones about 3 % without breaking the strips of material, whereby the strips of material with the spikes can be made of aluminum.

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Claims

G 52 185

Applicant; Herbert J. Venables, III, 6909 Grant Avenue,

Cleveland, Ohio 44105 / USA and

Herbert J. Venables, IV, 6909 Grant Avenue,

Cleveland, Ohio 441Ö5 / USA

Patent claims:

M. ' Rohr-Wärmdaus rather, with a spiral with a spiked ribbon - 'wrapped tube having a plurality of oppositely extending bends and substantially therebetween having rectilinear sections, which in a intended for the heat exchanger fluid flow are to be arranged, characterized in that the fine spines (11) at least along a part of the straight pipe sections (21 to 28) a Density and along the curvatures (12 to 18) a lower density or a smaller mutual distance exhibit.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the fine spikes (11) on the straight pipe sections (21 to 28) with the one, greater density in those areas of the tube (10) which are in the fluid flow lie, and are arranged with a lower density in those areas which are outside of the for the heat exchange certain current.

3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that a substantially equal amount of material in each turn of the strips of material (54) carrying the fine spikes (11) along the entire length of the Tube (10) is provided.

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4. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has a device (31) for generating a flow of a fluid over the heat exchanger in the form of a having a specific contour Has flow profile (33), the flow velocity over the lying within this flow profile Parts of the heat exchanger are significantly larger than the parts of the heat exchanger lying outside the flow profile is, the spines (11) or a spiked band (54) with a smaller pitch angle and a larger one Density or a small mutual spacing of the branches 3n along those lying within the flow profile Share the heat exchanger and with a larger angle of inclination and thus lower density or greater mutual The spacing of the barbed line is provided along at least part of the sections lying outside the flow profile are.

5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the curvatures (12 to 18) outside the flow profile (33) and here the spines (11) are arranged with a lower density or greater mutual spacing are.

6. A method for producing a heat exchanger with fine spikes arranged helically on it, according to a of claims 1 to 5, characterized in that a substantially straight tube (10) with fine spikes (11) is wound in such a way that the spines in a plurality of spaced apart zones with a first pitch angle and a first density or a first distance and with a larger second pitch r angle and a lower density or a larger mutual distance along the intermediate

Λ second zones are attached, whereupon you put the pipe

ÖI0037/0733ÖI0037 / 0733

(10) bends in the region of the second zones around a plurality of essentially straight pipe sections (21 to 28), which at least partially consist of the first zones.

7. The method according to claim 6, characterized in that the fine spines (11) on a strip-shaped carrier (54) are arranged, which when wound onto the tube (10) is stretched or stretched, the stretching or stretching in the region of the second zones being greater than in the region the first zones is made.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the carrier (54) with substantially the same length is wound up in both zones per every complete wrap or every complete revolution.

9. Device for producing a heat exchanger tube provided with fine spikes for heat exchangers according to one of claims 1 to 5 and for performing the method according to one of claims 6 to 8, with a feed device for advancing a tube in its axial direction, with a winding head for winding a strip studded with spikes on the axially advanced tube and with a drive for generating a relative rotary movement between the tube and the winding head, characterized in that means (56) for intermittently changing the advance of the tube (10) and the relative rotation of the winding head (53) are provided opposite the pipe in order to create mutually spaced first zones of the pipe with a first density or a first spacing of the fine spikes (11) arranged thereon and a second zone of the pipe in between with a lower density or to create a greater spacing of the spines. _ ₄ .

080037/0733080037/0733

10. The device according to claim 9, characterized in that the winding head (53) at a uniform speed is to be driven and the feed device (50, 52) advances the pipe (10) at a first axial speed, when advancing the first zones, and at a greater second speed when the second Zones are formed.

11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the winding head (53) the tube (10) with an expandable and with fine spikes (11) provided with tape (54) wrapped around and the same for each of its revolutions Amount of tape material supplies.

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