NO158860B

NO158860B - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF HEAT EXCHANGER PLATES WITH FROM A SIDE PROJECTING INTEGRATED FLUID CIRCUITS.

Info

Publication number: NO158860B
Application number: NO844788A
Authority: NO
Inventors: Robert Richard
Original assignee: Cegedur
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1988-08-01
Also published as: NO844788L; JPH0442102B2; DE3443797A1; JPS60133934A; BR8406024A; CA1255080A; FR2561368A1; FR2561368B1; ES538039A0; IT8423756A1; IT8423756A0; NO158860C; ES8602244A1; DE3443797C2; IT1177336B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling var varmevekslerplater med fra en side utstikkende integrerte kretser som angitt i innledningen til krav 1. The present invention relates to a method for manufacturing heat exchanger plates with integrated circuits protruding from one side as stated in the introduction to claim 1.

Man kjenner en fremgangsmåte for fremstilling av slike plater slik som f.eks. beskrevet i FR-PS 1 456 125. A method for the production of such plates is known, such as e.g. described in FR-PS 1 456 125.

Generelt består fremgangsmåten av ved valsing å forbinde to folier av aluminium eller aluminiumlegeringer bortsett fra områder som beskyttes ved påføring på forhånd av et egnet antisammenføyningsmiddel i det de ikke-sammenføyde soner deretter oppblåses på hydraulisk eller pneumatisk måte for å danne en fluidkrets der den vesentlige del generelt benyttes som varmeveksler. Når kretsen er utstikkende til bare en side, skjer ekspansjonen mens et hydraulisk eller pneumatisk mottrykk utøves på en enkelt av produktflåtene. I den kjente teknikk oppviser kretsen et lukket perifert parti og et indre bruksparti, adskilt ved en innsnevret forbindelse; på denne måte blir den perifere krets ekspandert først, noe som sikrer tetthet mellom de to bakker i pressen, før pålegging av et mottrykk på en av platens flater idet ekspansjonstrykket deretter økes for å åpne den innsnevrede kanal for å danne den indre krets. In general, the method consists of joining by rolling two foils of aluminum or aluminum alloys except for areas which are protected by the prior application of a suitable anti-joining agent in which the non-joined zones are then inflated hydraulically or pneumatically to form a fluid circuit in which the essential part generally used as a heat exchanger. When the circuit is protruding to only one side, the expansion occurs while a hydraulic or pneumatic back pressure is exerted on a single one of the product rafts. In the prior art, the circuit has a closed peripheral part and an internal use part, separated by a constricted connection; in this way, the peripheral circuit is expanded first, ensuring tightness between the two banks of the press, before applying a back pressure to one of the faces of the plate, the expansion pressure then being increased to open the constricted channel to form the inner circuit.

Denne metode oppviser følgende mangler: This method exhibits the following shortcomings:

man må ha en innsnevret kanal for hver brukskrets, således one must have a narrowed channel for each utility circuit, thus

generelt flere pr. plate, generally several per plate,

hvis den innsnevrede kanal åpnes for hurtig oppnår man en plate med bilaterale kanaler og hvis den innsnevrede kanal ikke åpner seg ved det på forhånd innstilte trykk blir brukskanalene ikke ekspandert. I de to tilfeller må platene kasseres, således avhenger meget av presisjonen på tverrdimensjonen for den innsnevrede kanal hvis verdi på dette punkt er meget kritisk (meget liten dimensjons-toleranse), if the narrowed channel opens too quickly, a plate with bilateral channels is obtained and if the narrowed channel does not open at the pre-set pressure, the service channels are not expanded. In both cases the plates must be discarded, thus much depends on the precision of the transverse dimension for the narrowed channel whose value at this point is very critical (very small dimensional tolerance),

- økning av det nødvendige ekspansjonstrykk for åpning av den innsnevrede kanal medfører en økning av mottrykket på - increase in the necessary expansion pressure for opening the narrowed channel leads to an increase in the counter pressure on

en slik måte at differansen forblir i det vesentlige konstant ved ± 0,5 MPa (5 bar) for å oppnå dimensjons-toleranser tilstrekkelig for de dannede stykker; dette fører dog til en tilsvarende økning av kraften på den benyttede presse. F.eks. tilsvarer en økning på 10 bar eller 1 MPa et ytterligere trykk på 420 tonn for et stykke på 4200 mm x 100 mm. such a way that the difference remains substantially constant at ± 0.5 MPa (5 bar) to achieve dimensional tolerances sufficient for the formed pieces; however, this leads to a corresponding increase in the power of the press used. E.g. an increase of 10 bar or 1 MPa corresponds to an additional pressure of 420 tonnes for a piece of 4200 mm x 100 mm.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har til hensikt å oppveie disse mangler, og dette er oppnådd ved de trekk som er anført i den karakteriserende del i krav 1. The method according to the invention aims to compensate for these shortcomings, and this is achieved by the features listed in the characterizing part of claim 1.

På et av elementene som utgjør platen legges det på en krets som omfatter: 1. En lukket perifer kanal som mates av en kanal som munner ved kanten av platen. Denne perifere kanal er ment som i den kjente teknikk, når den engang er ekspandert, å sikre den perifere tetthet mot platene i pressen. 2. Den egentlige brukskrets som kan bestå av en eller flere individuelle kretser. 3. En eller flere mellomliggende kanaler som forbinder den perifere kanal med de foreliggende brukskretser. Denne kanal oppviser en bredde som i det vesentlige er konstant og som må være tilstrekkelig til at ekspansjonen skjer ved ekspansjonstrykket for den perifere kanal (i motsetning til fremgangsmåten ifølge den kjente teknikk som benytter en økning av trykket) og en lengde tilstrekkelig til at den tid som går med for dens progressive dannelse er tilstrekkelig til å tillate opprettelse av det mottrykk som er nødvendig for å oppnå et monoplateprodukt etter deformering av de foreliggende indre kretser. Den utviklede lengde for denne mellomkanal er over 0,5 x lengden av platen som skal fremstilles og generelt i størrelsesorden 1 til 3 ganger denne lengde. Kanalen er fortrinnsvis rettlinjet og langsgående; den forbinder så den perifere kanal med brukskretsen ut fra et punkt på den perifere kanal som befinner seg motsatt innløpet for ekspansjonsfluid i den perifere kanal. Ekspansjonstrykkene reguleres til mellom 120 til 150 bar tilsvarende 12 til 15 MPa, og de tilsvarende mottrykk ligger mellom 50 go 70 bar tilsvarende 5 til 7 MPa. On one of the elements that make up the plate, a circuit is placed which includes: 1. A closed peripheral channel that is fed by a channel that opens at the edge of the plate. This peripheral channel is intended as in the known technique, once expanded, to ensure the peripheral tightness against the plates in the press. 2. The actual utility circuit which may consist of one or more individual circuits. 3. One or more intermediate channels that connect the peripheral channel with the existing utility circuits. This channel exhibits a width which is essentially constant and which must be sufficient for the expansion to occur at the expansion pressure of the peripheral channel (in contrast to the method according to the known technique which uses an increase in pressure) and a length sufficient for the time which goes along with its progressive formation is sufficient to allow the creation of the back pressure necessary to obtain a monoplate product after deformation of the present internal circuits. The developed length for this intermediate channel is over 0.5 x the length of the plate to be produced and generally in the order of 1 to 3 times this length. The channel is preferably straight and longitudinal; it then connects the peripheral channel with the utility circuit from a point on the peripheral channel which is opposite the inlet for expansion fluid in the peripheral channel. The expansion pressures are regulated to between 120 and 150 bar, corresponding to 12 to 15 MPa, and the corresponding back pressures are between 50 and 70 bar, corresponding to 5 to 7 MPa.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til de ledsagende tegninger der figurene 1, 2 og 3 viser eksempler på utførelsesformer av plater ifølge oppfinnelsen og figur 4 et skjematisk diagram for trykk og mottrykk som funksjon av tiden for fremstilling av platen vist i figur 2. The invention shall be explained in more detail with reference to the accompanying drawings in which figures 1, 2 and 3 show examples of embodiments of plates according to the invention and figure 4 a schematic diagram for pressure and back pressure as a function of the time for manufacturing the plate shown in figure 2.

I figur 1 har en perifer krets 1 et innløp 2 som befinner seg ved kanten 3 av platen 4. Helt til slutt delen 5, antydet av den stiplede linje, omfatter en brukskrets 6. Mellom den perifere kanal 2 og brukskretsen 6 befinner det seg en mellomliggende kanal 7 hvis lengde er tilstrekkelig stor og/eller tverrsnittet tilstrekkelig lite til at deformasjons-tiden er over 2 sek. og generelt i størrelsesorden 3 sek. under de trykkbetingelser som velges. In Figure 1, a peripheral circuit 1 has an inlet 2 which is located at the edge 3 of the plate 4. Finally, the part 5, indicated by the dashed line, comprises a utility circuit 6. Between the peripheral channel 2 and the utility circuit 6 there is a intermediate channel 7, the length of which is sufficiently large and/or the cross-section sufficiently small that the deformation time is over 2 sec. and generally in the order of 3 sec. under the pressure conditions chosen.

Fremgangsmåten for fremstilling av en plate ifølge fig. 2 omfatter følgende operasjoner: fremstilling og belegning av en platedimensjon A5 i henhold til angivelser i AFNOR NF A 50-451 i hårdtrukket tilstand med tykkelse 2,9 mm på hvilke hele kretsomfanget er tegnet, i longitudinell redusert målestokk. Platene dekkes med en tilsvarende plate preparert på vis-å-vis The method for producing a plate according to fig. 2 includes the following operations: production and coating of a plate dimension A5 i according to specifications in AFNOR NF A 50-451 in a hard-drawn state with a thickness of 2.9 mm on which the entire circuit extent is drawn, in a longitudinally reduced scale. The plates are covered with a corresponding plate prepared vis-a-vis

overflaten; the surface;

det hele valses varmt til en totaltykkelse på 1,45 mm; deretter anbringes det hele mellom plater i en presse hvis avstand er lik den totale høyde for kanalene som skal the whole is hot rolled to a total thickness of 1.45 mm; then the whole is placed between plates in a press whose distance is equal to the total height of the channels to be

dannes, f.eks. 3 mm; is formed, e.g. 3mm;

man åpner kretsen som munner ved kanten av platen og one opens the circuit which opens at the edge of the plate and

innfører der en injeksjonsnål for ekspansjonsfluid, her komprimert luft. introduces an injection needle for expansion fluid, here compressed air.

Injeksjonen av komprimert luft i kretsen og i mottrykkssonen (dvs. mellom den øvre pressbakke, produktet og den perifere kanal) sikres ved tarerte elektroventiler eventuelt tidsstyrt og kontrollert av manostater; fig. 4 viser skjematisk trykkdiagram som en funksjon av tiden, man merket at mottrykket slippes på 0,2 til 0,5 sek. etter ekspansjonstrykket for kretsen. The injection of compressed air into the circuit and into the back pressure zone (ie between the upper pressure tray, the product and the peripheral channel) is ensured by tared electrovalves possibly timed and controlled by manostats; fig. 4 shows a schematic pressure diagram as a function of time, it was noted that the back pressure is released in 0.2 to 0.5 sec. after the expansion pressure for the circuit.

Etter ekspansjon dekomprimeres brukskretsen og man reduserer mottrykket slik at trykkdifferansen forblir positiv i favør av brukskretsen for å unngå at kanalene sprenges; åpningen av pressen gjennomføres når differansen når 1 MPa eller 10 bar eller derunder. I et slikt tilfelle varer kretsekspansjonen 8 sek. og dekompresjonen 10 sek. After expansion, the service circuit is decompressed and the back pressure is reduced so that the pressure difference remains positive in favor of the service circuit to prevent the channels from bursting; the opening of the press is carried out when the difference reaches 1 MPa or 10 bar or below. In such a case, the circuit expansion lasts 8 sec. and the decompression 10 sec.

Deretter blir de tildannede plater fjernet fra pressen for å underkastes de klassiske tilskjærings- og ferdiggjørings-trinn. The formed sheets are then removed from the press to be subjected to the classic cutting and finishing steps.

Claims

1. Method for the production of heat exchanger plates with integrated fluid or fluid circuits protruding from one side consisting of channels in a peripheral closed circuit (1) and one or more utility circuits (6) comprising preparing the surface of two plates of aluminum or aluminum alloys, applying a pattern of welding-preventing material on one of these, arrangement of the prepared surfaces against each other, joining of the plates apart from the pattern by hot or cold rolling and possibly annealing, arrangement of the joined plates between the trays in a press and expansion of the channels with the help of a fluid under pressure, characterized in that one or more intermediate channels (7) are arranged between the peripheral closed circuit (1) and the service circuit or service circuits (6) whose length or cross-sectional dimensions are such that it is permitted to create a back pressure against one of the product fleets between the moment when the expanded peripheral circuit ensures tightness against the pressure plates and begin the calculation of the expansion of the circuit(s) present (6) for one and the same expansion pressure.

2. Method according to claim 1, characterized in that the time for forming the intended intermediate channel(s) (7) is more than 2 seconds.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the present intermediate channel(s) (7) is more than 0.5 times the length of the plate being produced.

4. Method according to claim 3, characterized in that the length of the intermediate channel(s) present (7) is between 1 and 3 times the length of the plate being produced.

5. Method according to any one of claims 1-4, characterized in that the rectilinear or longitudinal intermediate channel(s) (7) starts from a point on the peripheral channel which is located opposite the inlet for the expansion fluid in this channel.

6. Method according to any one of claims 1-5, characterized in that the back pressure is released in 0.2 to 0.5 sec. after the expansion pressure is released in the peripheral channel (1).