DE1452809A1

DE1452809A1 - Waermeaustauscher und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE1452809A1
Application number: DE19641452809
Authority: DE
Inventors: Pauls Theron F
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1963-06-12
Filing date: 1964-06-11
Publication date: 1969-05-08
Also published as: GB996122A; US3273227A; NO119087B

Description

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Olin Mathieson Chemical Corporation, New York / New York, V.St.A Wärmeaustauscher und Herstellungsverfahren

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Wärmeaustauscher und im besonderen auf Wärmeaustauscher, die einstückig aus Metallblech hergestellt und mit sekundären, wärmeableitenden Rippen versehen sind, sowie auf Verfahren zum Herstellen solcher Wärmeaustauscher.

Sine allgemein benutzte und wirksam arbeitende Ausführung einer Wärmeaustauscheinheit für Verdampfer, Klimaanlagen, Kondensatoren, KUh!radiatoren für Verbrennungsmotor und dergleichen wird aus mehreren übereinanderliegenden Metallblechen hergestellt, zwischen denen eine Anzahl von Kanälen angeordnet ist, die mit Abstand und parallel zu einander von einem ersten oder Einlassverteiler zu einem zweiten oder Auslassverteiler verlaufen, Es --:ö:vn^"i -?.ine oder mehrere solcher Einheiten verwendet werden, ■λλ-."1 d:le Kanäle oder Hohlräume diener, dazu, ein Wärmeaustausch-.1.11.el ζ.S. Wasser oder ein andere;? Kühlmittel mit einem anderen :1<ιά^Λ.-χ.Λ vjie Luft oder ein Gas, die (das) zwischen den Kanälen

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oder Hohlräumen hindurchströmt, in eine Wärmeaustauschbeziehung j ' zu bringen. Diese Art von Konstruktion ist für Kraftwagenradiatoren typisch, wobei z.B. das aus dem gekühlten Motorblock mit Hilfe einer Pumpe hinausbeförderte erhitzte Wasser zuerst In einen der beiden Verteiler hinein und dann durch eine grosse Anzahl von dünnwandigen, verhältnismässig flachen und nahe bei- ι einander liegenden Rohren strömt, zwischen die Kühlluft hin- : durchgeblasen wird, und die im allgemeinen senkrecht von dem einen zum anderen Verteiler verlaufen. Kondensatoren weisen häufig den gleichen Aufbau auf.

Nach einem aus der USA-Patentschrift 2 690 002 bekannten Verfahren kann eine solche Wärmeaustauscheinheit ohne Schwierigkeiten in der Weise hergestellt werden, dass innerhalb eines Metallbleches eine grosse Anzahl von Kanälen erzeugt wird. Nach diesem Verfahren wird zwischen zusammenzulegenden Blechen ein das Zusammenschweissen verhinderndes Material nach einem geeigneten Muster aufgebracht, wonach alle an einander anliegenden Bezirke der Bleche mit Ausnahme der Flächen, die durch das ..-■ schweisshindernde Material von einander getrennt sind durch Preßschweissung miteinander verbunden werden, wobei eine einstückige Platte hergestellt wird. Hiernach werden die unver- schweissten Bezirke durch Einlassen eines Druckmittels zu Kanälen oder Rohren aufgedehnt, die mit der Platte eine Einheit bilden. Dieses Verfahren war jedoch nicht voll befriedigend, da die a-uf diese Weise erzeugten Kanäle ziemlich flach waren oder einen ovalen Querschnitt aufwiesen, wobei die grössten Abmessungen in

der oder parallel zu der Platte liegen, in der die Kanäle erzeugt werden. In einigen Verwendungsgebieten ist es erwünscht, dass die Rohre oder Kanäle nicht nur in der Längsrichtung der Platte verlaufen sonder?! sichauch senkrecht aus der Platte heraus erstrecken und zwar erheblich weit, so dass eine grössere Anzahl der Kanäle mit Abstand parallel.-zu einander angeordnet werden kann anstelle eiaer kleinsten Anzahl von in derselben Ebene verlaufenden -Kanälen. Diese Konstruktion ermöglicht"die Herste llung der Einheiten aI^ einzelne _s sehr grossa Stücke ₃ von denen eine

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kleinere Anzahl für Anlagen !zusammengesetzt werden kann, bei denen das äussere Medium durch Perforationen an der Platte quer zu dieser hindurchströmt und nicht parallel zur Platte längs deren Aussenseiten. ■

Die Erfindung sieht die Herstellung einer Metallplatte nach dem in der obengenannten USA-Patentschrift 2 690 002 beschriebenen ■Verfahren vor, wobei das System der Kanäle in unfertiger Ausführung erzeugt wird. Diese Platte wird dann längs einer Anzahl von parallelen, mit Abstand von einander zwischen zwei entgegengesetzt angeordneten Verteilern verlaufenden Linien aufgeschlitzt, wobei die verbindenden Kanäle oder Rohre erzeugt werden. Die zwischen benachbarten Schlitzen gelegenen Rohrteile werden dann aus der normalen Ebene der Platte herausgebogen oder herausgedreht, so dass die Rohrteile im wesentlichen senkrecht auf der Ebene der Platte stehen.

Um die Wärmeübertragungseigenschaften der Einrichtung zu verbessern, wird zwischen den parallelen, einander gegenüberstehenden Flächen benachbarter Rohre ein sekundäres wärmeableitendes Rippenmaterial eingesetzt und an der Gebrauchsstelle mit Hart- oder Weichlot angelötet. Diese äusserst einfach herzustellende und zusammensetzbare Konstruktion.stellt einen praktischen und höchst wirksamen Wärmeaustauscher dar, dessen Kanäle oder Rohre von grossten Mengen von einem Wärmeaustauschmedium aussen umströmt werden können, ohne dass in dem Medium eine wesentliche Turbulenz erzeugt oder die Strömung wesentlich behindert wird.

Die Erfindung sieht daher vor

einen gedrängt aufgebauten und hochwirksamen Wärmeaustauscher für die Übertragung von Wärme zwischen einem inneren und einem . äusseren Wärmeaustauschmedium,

einen Wärmeaustauscher mit einer Anzahl von parallelen Wärmeübertrasungsrohren, die zwei Verteiler mit einander verbinden

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, und' die in grossten Mengen von einem.inneren Wärmeübertragungs-L medium durchströmt werden,

einen Wärmeaustauscher mit einer Anzahl von zwischen zwei Vertei lern verlaufenden Wärmeübertragungsrohren, die einen langgestrec ten Querschnitt aufweisen, wobei die Quer- oder Hauptabmessung ■ des Rohres im wesentlichen senkrecht zur normalen Ebene der Plat te verläuft, aus der der Wärmeaustauscher hergestellt ist,

einen Wärmeaustauscher mit einer Anzahl von zwischen zwei entgegengesetzten Verteilern angeordneten Wärmeübertragungsrohren, die aus der normalen Ebene der Platte, aus der der Wärmeaustauscher hergestellt ist, herausgebogen oder herausgedreht sind, wobei Schlitze oder Öffnungen geschaffen werden _s durch die ein äusseres Wärmeübertragungsmedium unbehindert über die Aussen- · selten der Wärmeübertragungsrohre strömen kann,,

einen Wärmeaustauscher mit einer Anzahl von zwei Verteiler mit einander verbindenden Wärmeübertragungsrohren _s deren Hauptquerschnittsabmessung im wesentlichen senkrecht zur normalen Ebene der Platte verlauft_s aus der der Wärmeaustauscher hergestellt ist₅ wobei langgestreckte Öffnungen gebildet werden^, in die ein sekundäres wärmeableitendes Rippenmaterial eingesetzt wird _s das 'die Wärme auf die Aussenwandungen der Rohre überträgt oder von diesen ableitet/ wobei ein Wärmeaustausch zwischen dem inneren und dem äusseren Wärmeübertragungsmediuni mit dem gross ten Wirkungsgrad "erfolgt_s

einen Wärmeaustauseher_s der als Radiator bei Kraftfahrzeugen^ als Kondensator bei Kühlanlagen. _ΰ als Verdampfer und dergleichen verwendet werden kann^, höchst wirksam arbeitet_s einen gedrängten Aufbau besitzt und wirtschaftlich herzustellen ist_P sowie ein neues Verfahren zum Herstellen eines Wärmeaustauschers ₉ das eine Mindestanzahi von Verfahrensschritten erfordert, und das die Herstellung eines einheitlichen Wärmeaustauschers mit einer grossen Anzahl von ,Wärmeaustauschkanälen oder -rohren ermöglicht

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Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben.

In den beiliegenden Zeichnungen ist die

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des fertigen Wärmeaustauschers nach der Erfindung,

Pig. 2 eine Darstellung einiger Verfahrensschritbe bei der Herstellung des Wärmeaustauschers nach der Fig. 1,

Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 in der Fig. 2,

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung, die eine Zwischenstufe der Herstellung zeigt,

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung, die in grösaerem Maßstab eine weitere Stufe bei der Herstellung des Wärmeaustauschers zeigt,

Fig. 6 ein vergrössert gezeichneter Schnitt nach der Linie 6-6 in der Fig. 1, . .

Fig. 7 ein vergrössert gezeichneter Schnitt nach der Linie 7-7 in der Fig. 1, und die

Fig. 8 eine Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Die Fig. 1 zeigt als eine AusfUhrungsform der Erfindung einen als Ganzes mit 10 bezeichneten Wärmeaustauscher. Die Anfangsstufe bei der Herstellung dieses Wärmeaustauschers ist in der oben genannten USA-Patentschrift 2 690 002 ausführlich beschrieben, während die Figuren 2,3 und 4 weitere Verfahrenssohritte bei der Herstellung des Wärmeaustauschers 10 zeigen.

Aus der Fig. 2 ist zu ersehen, dass der Wärmeaustauscher 10 zu Beginn aus mehreren aufeinandergelegten Metallblechen 12 und 14 angefertigt wird. Auf das Blech 12 wird ein das Zusammensehweis« sen verhinderndes Material l6 aufgetragen nach einem Muster, das den rohrförmigen Kanälen oder Durchlässen im fertigen Gegenstand entspricht, und das zwei parallele Bänder 18^ und 20 aufweist, die an zwei gegenüberstehenden Kanten mit Abstand von diesen ei-. nes Stapels Bleche 12 und 14 angeordnet sind. Die beiden Bänder IS und 20 sind durch eine Anzahl von Bändern 22 des schwelsshin-

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dernden Materials mit einander verbunden, zwischen welchen Bändern sich die von dem genannten Material freien parallelen Inseln oder Bezirke 24 befinden. Wie leicht einzusehen ist, ent- ' sprechen die Bänder l8 und 20 des schweisshindernden Materials den Verteilerköpfen des fertigen Gegenstandes, während die Bän-. der 22 den verbindenden Kanälen oder Durchlässen entsprechen. Um für das Ubertragungsmedium Ein- und Auslässe zu schaffen, sine die Bänder 18 und 2Ö bis zu einer Kante des Bleches 12 verlängert, wie bei 26 dargestellt. Aus der Figur 1 ist ferner zu ersehe'n, dass ein Randteil des Bleches 12 längs entgegengesetzten Seiten quer zu den vorgenannten entgegengesetzten Seiten, die von dem schweisshindernden Material 16 frei gelassen waren, von einem am Umfang verlaufenden Randbezirk 28 umgeben ist mit Ausnahme der beiden Streifen 26, die zu einer der Querkanten verlaufen, an der später die Öffnungen für den Anschluss an eine äussere Quelle eines Wärmeübertragungsmediums liegen sollen.

Die beiden aufeinanderliegenden Bleche 12 und 14 mit den zwi- . sehen diesen befindlichen schweisshindernden Material 16 werden kurzzeitig an einander befestigt z.B. mittels Klammern oder durch Punktschweissung oder dergleichen, um ein gegenseitiges Verschieben der Bleche 12 und' 14 zu verhindern. Die Anordnung wird dann auf die erforderliche Temperatur erhitzt und durch zwei Presswalzen geleitet, die auf den Blechstapel einen so starken Druck ausüben, dass die Bleche 12 und 14 in dem vom schweiß-i hindernden Material 16 freien Bezirken zu einem einstückigen ; Blech fest mit einander verschweisst werden. Hierbei werden die Bleche 12 und 14 durch das Walzen wesentlich dünner und in der Walzrichtung gereckt, wobei das zuvor entsprechend kürzer bemessene Muster des schweisshindernden Materials auf eine Länge gereckt wird, die dem gewünschten Muster der rohrförmigen Durchlässe im fertigen Gegenstand entspricht. Die Fig. 4 zeigt als Querschnitt das vereinigte Blech j50 mit den unverschweissten Teilen 32 in diesem Zeitpunkt der Fertigung.

Aus der Fig. 2 ist ferner zu ersehen, dass in den vom schweiss- ^- 909&19/0243

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hindernden Material freigelassenen Inseln oder Bezirken 24 die Schlitze 34 vorgesehen sind, die sich fast Über die gesamte Länge dieser Inseln hinweg erstrecken. In dem quer verlaufenden, vom schweisshindernden Material gleichfalls freien Randbezirk ist ein weiterer Schlitz 36 vorgesehen, dessen Zweck später noch erläutert wird. Die Schlitze 34 und 36 können in Jeder beliebigen Fertigungsstufe hergestellt werden, entweder schon bei den einzelnen Blechen 12 und 14 oder nach dem Zusammenlegen der Bleche, nachdem diese mit zwischen diesen aufgetragenen schweisshindernden Material Vo an einander befestigt worden sind oder auch nach dem bereits erwähnten lisisswalzen. Vorzugsweise sollte diese letztgenannte Alternative gewählt werden, so dass die Aufgabe entfällt, die einzelnen Bleche 12 und 14 mit den bereits inj diesen hergestellten Schlitzen genau auf einander ausrichten zu müssen, sowie die Aufgabe, die benachbarten Sehlitzkanten während des Heisswalzens wieder zusammensohweissen zu müssen, falls zwischen den Kanten kein schweisshinderades Material vorgesehen wurde. Wie jedoch leicht einzusehen ist, kann der Gegenstand ohne Schwierigkeiten an jede Anzahl von Anordnungen der vorgenannten Herstellungsstufen angepasst werden, lim ein vorläufiges ι Produkt zu erhalten, wie in der Pig, 4 als Querschnitt darge- ^: stellt.

Die Schlitze können auch in der Weise hergestellt werden, dass die Platte als vorläufiges Produkt nach der Fig, 4 hergestellt wird, jedoch noch ohne Schlitze, wonach die Platte heiss gewalzt wird. Hiernach werden die nicht mit einander vereinigten Teile | der Platte, die von den Bezirken des schweisshindernden Materi- j als gebildet vierden, aufgebläht, wie später noch beschrieben \ wird. Danach wird die aufgeblähte Platte mittels eines kombinierten. Scher- und Drehwerkzeuges bearbeitet, das das Metall unter Bildung der Schlitze durchtrennt und zugleich die aufgeblähten Durchlässe dreht.

Nach dem Presschweissen werden die unverschvjeissten Bezirke 26, die zur Querkante des zusammengesetzten Bleches 30 hin verlau-

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fen¹, mechanisch durch Auseinanderzwängen geöffnet, und in diese j Öffnungen wird eine Düse eingesetzt, die an eine äussere Quelle ^! eines •UruökmitteIs angeschlossen ist. In die von dem schweisshindernden Material 16 gebildeten unverschweissten Bezirke wird ein Druckmittel gepumpt, das die Bleche 12 und l4 Über diesen ■! Teilen ausdehnt und dabei das System der inneren Durchlässe erzeugt. Dieseg Expandieren kann entweder ohne äussere Einengung erfolgen, wobei Durchlässe mit.abgerundeten Wandungen erzeugt werden, oder,das Expandieren wird vorzugsweise in der Weise durchgeführt, dass die zusammengesetzte Platte 30 zwischen geeignete Pressformen oder Pressplatten entweder flach oder geformt gelegt und dadurch das Ausmass begrenzt wird, in dem die Wandungen der Durchlässe sich nach aussen ausdehnen können, wodurch ein rohrförmiger Durchlass mit einem allgemein rechteckigen Querschnitt erzeugt wird, wie in der Fig. 5 dargestellt. Der. Wärmeaustauscher besteht nunmehr aus dem flachen zusammengesetzten Blech 30 mit einem Muster von expandierten rohrförmigen Durchlässen, die dem ursprünglichen Muster des sehweisshindernden Materials 16 entsprechen, wobei die Bänder 18 und 20 die Verteilerköpfe 40 und 42 bilden.

'Nach der Fig. 1 besteht der Wärmeaustauscher XO aus der allgemein rechteckigen zusammengesetzten Platte 30 mit den parallelen

■ auf Abstand stehenden inneren Verteilerköpfen 40 und 42 und mit den langgestreckten rohrförmigen Durchlässen 38° Die Verteilerköpfe 40 und 42 enden an einer Kante des Bleches 30 in den Ein- ' lass- und Auslassöffnungen 44 und 46_S an die die Rohrleitungen 48 und 50 angeschlossen sind', die den Wärmeaustauscher mit einer Quelle eines^inneren Wärmeübertragungsmediums verbinden.

Wie ferner aus der Fig. 1 und besser noch aus der Fig„6 zu ersehen ist, sind die rohrförmigen Durchlässe 38 aus der normalen I Ehene des Bleches 30 herausgedreht worden _s so dass die grösste i Abmessung des Querschnittes der Durchlässe 38 senkrecht auf der ; normalen Ebene des Bleches 30 steht» Diese Stellung, der rohr- ; ' förmigen Durchlässe kann durch jedes geeignete Mittel herbeige-

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führt werden und erstreckt sich Über im wesentlichen die gesamte Länge der Schlitze 34 hinweg, mit denen das Bleoh 30.zuvor versehen wurde. Wie bereits erwähnt, kann die Erzeugung der Schlitz« zugleich mit dem Verdrehen der rohrförmigen Durchlässe unter Anwendung eines Kombinatlonswerkzauges erfolgen. Bei dem fertigen Erzeugnis nehmen die einzelnen Durchlässe 38 eine Stellung ein, bei der die.Aussenwandflachen 52 mit Abstand einander gegenüberstehen, wodurch verhältnismässige weite und langgestreokte Sohli ze oder öffnungen 54 gebildet werden, durch die ein äusseres War· meübertragungsmedium im wesentlichen unbehindert strömen kann. Die Verbindung zwischen den Verteilerköpfen 40 und 42 und den diese mit einander verbindenden Durchlässen 38 wird durch das" Innere der Durchlässe 38 aufrecht erhalten find zwar über die Übergangsteile 56 der Durchlässe 38, die zwischen den Verteilerköpfen 4o und 42 und den übrigen Teilen der Durchlässe 38 liegen, die die genannte senkrechte Stellung einnehmen. Es ist natürlich erwünscht, diese Übergangsteile 5β im Rahmen der Bfgeeigensohaften des Metalls so kurz wie möglich zu halten", um die öffnungen 54 so lang wie möglich bemessen zu können, damit die Luftströmunj so wenig wie möglich behindert wird, und um den grösstmögliohen Raum für die sekundären Wärmeableitungsrippen zu sohaffen.

Während des Verdrehens der Durchlässe kann zugelassen werden, dass diese Übergangsteile 5β sich zusammendrücken, wobei diese in dem geschwächten Zustand während der späteren Lötarbeiten erneut aufgebläht werden, wie später noch erläutert wird. Andererseits kann es in einigen Fällen erwünscht sein, in die Verteilerköpfe 4o und 42 ein kammähnliches Werkzeug einzusetzen, dessen Stifte oder Zähne in die Durchlässe eindringen, die dann um die Stifte oder Zähne herum gedreht werden, wodurch ein Zusammendrücken verhindert wird. ·

Es wird darauf hingewiesen, dass im Zueammenhang mit der Herstellung der Schlitze 34 und 36 die Möglichkeiten bestehen, das Verdrehen der Durchlässe 38 aus der normalen Ebene der zusammengesetzten Platte 30. heraus vor oder nach dem Aufblühen oder auch

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zugleich mit dieser Arbeit durchzuführen. Das Verdrehen der Durchlässe nach dem.Auf blähen der vorgefertigten Platte 30 weist den Vorzug auf, dass die Schwierigkeiten vermieden werden, die mit dem Einlegen der Platte 30 zwischen die vorgenannten Formplatten verbunden sind, wenn die Durchlässe 38 ausder Ebene des übrigen Teiles der Platte 30 bereits rechtwinklig herausgedreht worden sind. Erfolgt das Aufschlitzen und Verdrehen nach .dem Aufblähen, so wird die Schwierigkeit beseitigt, die Stelle [ der Inseln 2h auf der Platte bestimmen zu müssen, an der die Schlitze hergestellt werden sollen.

• Ganz gleich, in welcher Reihenfolge die vorgenannten Arbeiten I ausgeführt werden, nachdem die rohrförmigen Durchlässe fertiggestellt und die verbindenden Durchlässe 38 in die gewünschte Stellung gedreht worden sind, können die sekundären Wärmeablei-¹ tungsrippen 58, die aus einem eng gerippten oder gewellten Rippenmaterial bestehen, in die langgestreckten Zwischen räume oder öffnungen zwischen den einander gegenüberstehenden Seiten 52 der Durchlässe 38 eingesetzt und dort durch die herkömmlichen Mittel, z.B. durch Pestlöten und dergleichen befestigt werden. Es ist ι ferner- möglich, die Rippen einzusetzen, bevor die Durchlässe !voll aufgebläht sind, so dass sie leicht in die Gebrauchsteile hineinfallen, wonach während des Anlötens ein weiterer Druck ausgeübt wird, um mit Sicherheit einen innigen Kontakt der Rippen mit den Durchlässen herzustellen. Bei der einen Ausführungsform kann dieses Rippenmaterial durch Biegen vonStreifen eines j gut wärmeleitenden Metalls in eine gewellte oder eine Serpentinenform hergestellt werden. Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, j bilden die zusammengeschweissten Teile der Bleche 12 und 14 nach dem Biegen der Durchlässe 38, weiche Teile zuvor von den vom Söhweisshindernden Material freien Inseln 24 gebildet wurden, nunmehr die entgegengesetzt gerichteten Flansche 60, so dass die gegenüberstehenden Seiten 52 der Durchlässe 38 glatt und frei von behindernden Vorsprüngen zurückbleiben. Es ist daher eine verhältnismässiig einfache Angelegenheit, die Streifen des Rip^-

penmateriala 58 in-die Gebrauchsstelle zwischen benachbarten Durchlässen einzuschieben und mit diesen später zu veröinigen,

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Wie oben beschrieben. Ausserdem erhöhen die Plansche 60 die Steife des Wärmeaustauschers und verstärken ferner die vordere Kante der Durchlässe, wodurch die Gefahr einer Beschädigung durch Steine oder andere Fremdkörper vermindert wird, die auf den Kühler eines Kraftfahrzeuges frontal aufprallen können. Die Flansche stellen ferner für die Wärmeübertragung eine zusätzliche Masse dar.

Zum Befestigen der am weitesten aussen gelegenen Reihen des Rippenmaterials 62 und 64- an der Gebrauches teile können die aussenliegenden Festhaltestreifen 66 und 68 in der Weise vorgesehen werden, dass Jenseits des Musters des sohweisshindernden Materials 16 die beiden am weitesten aussen gelegenen Schlitze 36 (Fig. 1) hergestellt werden. Während des Heisswalzens wird daher zwischen den am weitesten aussenliegenden Schlitzen 36 und den benachbarten Schlitzen 3^ ein Streifen der Bleche 12 und 14 mit einander verbunden, der bei.dem Verdrehen gleich den Durchlässen 38 die aussenliegenden Festhaltestreifen 66 und 68 bildet.

Bei der Herstellung von Kraftfahrzeugkühlern und dergleichen kön nen mehrere Halbfertigplätten 30 Seite an Seite so zusammenge- ■ setzt werden, dass die Durchlässe und die langgestreckten Zwischenräume zwischen diesen auf die entsprechenden Durchlässe und Öffnungen der benachbarten Platten ausgerichtet sind, oder die Durchlässe der einen Platte können die Durchlässe benachbarter Platten überlappen, wobei das sekundäre Rxppenmaterial vor dem Zusammensetzen mehrerer Platten in jede einzelne Platte eingesetzt wird. Andererseits besteht noch die Möglichkeit, die Platten Seite an Seite vor dem Einlegen des sekundären Rippenmaterials so zusammensusetzen, dass die Öffnungen der einen Platte auf die Öffnungen der anderen Platte (n) ausgerichtet sind. Hiernach kann in die ^ffnunsen zwischen den Durchlässen ein Rippenmaterial eingesetzt werden, das sich durch alle Platten hindurch erstreckt.

Aus .der ^vorstehenden Beschreibung können verschiedene Ausführungi formen des Wärmeaustauschera und. andere Herstellungsverfahren

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abgeleitet werden. Eine solche Ableitung zeigt die Fig. 8, bei der bezweckt ist, zwischen den die Verteilerköpfe mit einander verbindenden Durchlässen einen kleineren Abstand zu schaffen, wodurch der Raum verkleinert wird, der von einer gegebenen Ein.- ; heit .bei einer vorherbestimmten Wärmeaustauschfähigkeit mit oder ohne dem sekundären Rippenmaterial benötigt wird. Bei der Herstellung dieser Ausführungsform wird anfangs zwischen den Durchlässen ein Abstand von ungefähr 38 mm von Mitte zu Mitte vor- ; gesehen* wonach die Durchlässe wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform verdreht werden. Hiernach werden die Verteiler- ! köpfe zwischen den Durchlässen zusammengedrückt wie bei balgen-' artigen biegsamen Metallrohren usw. Hierbei werden'an den Verteijlerköpfen die Wellen mit den Bergen und Tälern 70, 72 erzeugt, wie in der Fig. 8 dargestellt. Die ursprünglich von Mitte zu j Mitte einen Abstand von 38 mm aufweisenden Durchlässe werden auf einen Abstand von 9.» 5 mm bis 12,7 mm oder auf einen anderen vorherbestimmten Abstand genähert, wonach zwischen die Durchlässe das sekundäre Rippenmaterial eingesetzt werden kann, wenn j dies erwünscht ist, wie oben beschrieben. Hierdurch würden die Verteilerköpfe etwas verstärkt werden* die die gleiche Wandstärke aufweisen würden wie die Durchlässe.

Es kann in einigen F'ällen erwünscht sein, einen Wärmeaustauscher nach der Erfindung herzustellen, bei dem die Verteilerköpfe eine

j andere Wandstärke besitzen als die Durchlässe. Zu diesem Zweck ^ können zwei verschiedene Verfahren befolgt werden. Nach dem einein

Verfahren wird der Wärmeaustauscher im wesentlichen so hergestellt,. Wie oben beschrieben; jedoch werden vor dem Einsetzen des sekundären Rippenmaterials an der Gebrauchsstelle zwischen die Durchlässe diese einengende Metallstangen eingelegt, wobei aufdie gesamte Einhei't in einer zur Breitseite der Durchlässe senkrechten Richtung ein erheblicher Druck ausgeübt wird. Dieser Druck bewirkt ein FHessen des Metalls mit der Folge, dass die Weite der Durchlässe von z.B. 12,7 mm auf z.B. 38 mm vergrössert! wird. Zugleich wird die Wandstärke von z.B. 0,75 mm auf 0,25 mm-j vermindert. Nach dem Ausüben des Druckes und nach dem Stauchen j des Metalls Werden die Stangen entfernt und durch andere Ab- , -j

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Standsstangen ersetzt, wonach die Durchlässe aufdie gewünschte. Höhe aufgebläht werden. In diesem Zeitpunkt kann zwischen die Durchlässe das sekundäre Rippenmaterial eingesetzt werden, wenn gewünscht.

Wie leicht einzusehen ist, wird bei diesem Verfahren ein Wärmeaustauscher im wesentlichen gleich dem in der Fig. 1 dargestellten erzeugt, dessen Verteilerköpfe eine andere Wandstärke aufweisen als die Durchlässe, und zwar beträgt die Wandstärke der Verteilerköpfe ungefähr das*Dreifache der Wandstärke der Durchlässe. Dementsprechend wird für die Wärmeübertragung eine grösse re Kontaktfläche zwischen den Durchlässen und dem äusseren Wärmeaustauschmedium erzielt, während zugleich den Verteilerkopfteilen der Einrichtung eine grössere Steifheit und eine kräftigere Abstützung der zwischen diesen gelegenen Durchlässen verliehen wird.

Eine andere Möglichkeit, im wesentlichen das gleiche Ergebnis zu erzielen, besteht darin, während Walzens bei der Herstellung der unexpandierten Platte eine abgestufte Walzevorzusehen, die die Durchlässe vor dem Verdrehen von einer Dioke von ungefähr 0,75 wim auf ungefähr 0,25 mm herunterwalzt. Dieses Verfahren führt zu einem Durchlass mit reduziertem Kaliber, während die Verteilerköpfe eine kräftige Wandung erhalten. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass bei diesem Verfahren der Bezirk der Platte zwischen den Verteilerköpfen auf das Dreifache des Bezirkes einer entsprechenden Platte verlängert wird, die ohne die benutzung einer abgestuften Walze gewalzt wird, so dass der fertige Wärmeaustauscher die dreifache Länge aufweist wie ein nach dem beschriebenen Verfahren hergestellter. Nach dem Walzen werden die Durchlässe geschlitzt, verdreht und aufgebläht, wonach, wenv ;ewünscht, zwischen die Durchlässe das sekundäre Rippenmaterial eingesetzt wird.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Kombination dieser Verfahren mit einander, wobei auch in diesem Falle dasselbe Erzeug-

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nis hergestellt wird, dessen Verteilerköpfe eine andere Wandstärke aufweisen als die Durchlässe. ...'.-■

Es wird darauf hingewiesen, dass mit irgend einer der oben beschriebenen AusfUhrungsformen und mit verschiedenen Herste1lungs verfahren eine so grosse Kuhlkapazität, wie erforderlich, erreicht werden kann dadurch, dass die Wärmeaustauscheinheiten zu mehreren so angeordnet werden, dass die Verteilerköpfe der verschiedenen Einheiten parallel mit einander verbunden und angeschlossen werden.

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Aus der vorstehenden. Beschreibung und den beiliegenden Zeichnung gen geht hervor, dass ein Wärmeaustauscher und ein Herstellungs-' verfahren geschaffen wurde, der eine Lösung der eingangs angeführten Aufgaben darstellt. An den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können von Sachkundigen ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken Änderungen, Abwandlungen und Ersetzungen vor-, genommen werden. Die Erfindung wird daher nur durch die beiliegenden Patentansprüche abgegrenzt.

• Patentansprüche

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Claims

Pa ten tana prüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Wärmeaustauschers aus einer aus zwei zusammengelegten ebenen Blechen durch Presschweissung zusammengefügten Platte, wobei zwischen den beiden zusammengelegten Blechen ein Muster eines das Zusammenschweissen verhindernden Materials vorgesehen ist, das zwei parallele, auf Abstand stehende Bänder umfasst, die in der Nähe von entgegengesetzten Kanten der zusammengesetzten Platte gelegen sind und sich bis zu einer quer verlaufenden Kante der genannten Platte erstrecken sowie eine Anzahl von mit geringem Abstand von einander parallel zur genannten Querkante verlaufenden Bändern, die sich an den entgegengesetzten Enden mit den genannten beiden Bändern vereini gen, wobei die genannten beiden Bänder und die genannte Anzahl von Bändern Inseln bilden, die von dem genannten schweisshindernp den Material frei sind, dadurch gekennzeichnet, dass (A) die zusammengesetzte Platte in einer zu den, einen geringen Abstand von einander aufweisenden Bändern parallelen Richtung pressgewalzt wird, wobei eine Vereinigung der zusammengelegten Bleche erfolgt mit Ausnahme in den Bezirken des Musters aus dem schweisshindernden Material, und wobei eine unterschiedliche Verminderung der Dicke der zusammengesetzten Platte zwischen dem von der genannten Anzahl von Bändern des schweisshindernden Mate rials und von den hiervon freien Inseln gebildeten Zwischenteil

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und den übrigen aussen gelegenen Teilen der zusammengesetzten ] Platte bewirkt wird derart, dass die Dicke des Zwischenteiles stärker vermindert wird als die aussen gelegenen Teile, dass

(B) die zusammengesetzte Platte in den vom sehweisshindemden. Material freien Inseln über den grössten Teil deren Länge hinweg mit Schlitzen versehen wird, wobei in der zusammengesetzten Platte einzelne Streifen erzeugt werden, dass

(C) die genannten Streifen über den grössten Teil deren Länge hinweg um ungefähr 90° verdreht werden, so dass der langgestreckte Teil der Streifen zwischen den genannten Endteilen aus der normalen Ebene' der zusammengesetzten Platte heraus versetzt wird, wobei zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der Streifen langgestreckte Öffnungen erzeugt werden, und dass

(D) innerhalb der zusammengesetzten Platte-ein System von inneren Durchlässen erzeugt wird, das dem Muster des schweisshindern den Materials entspricht, in der Weise, dass mit Hilfe eines Druckmittels die mit dem sehweisshindemden Material bedeckten Bezirke der zusammengesetzten Platte aufgebläht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in [die genannten Öffnungen zwischen den einander gegenüberstehenden Flächen ein gewellter Streifen eines sekundären Wärmeaustausch-, rippenmaterlals eingesetzt und an den genannten Flächen befestig

wird. .

J>. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Nähe der genannten beiden, auf Abstand stehenden Bänder des sehweisshindemden Materials gelegenen und diese umgebenden iTeile nach Art eines gewellten Rohres zusammengedrückt werden, wobei der Abstand der genannten Streifen von Mitte zu Mitte verkleinert wird.

4. Wärmeaustauscher, der eine im wesentlichen flache, ebene zu- \ sammengesetzte Metallbleeheinheit mit zwei parallelen, entgegengesetzten und auf Abstand stehenden Randteilen aufweist, die mit inneren rohrförmigen Durchlässen zwischen auf Abstand stehenden

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Teilen der Dicke der genannten Platte versehen sind, welche Durchlässe sich bis zu einer Kante der genannten Platte hin erstrecken und Ein- und Auslässe für ein Strömungsmittel bilden, gekennzeichnet durch eine Anzahl von die genannten Randteile mit einander verbindenden einzelnen Streifen der genannten Einheit, wobei ein Langgestreckter Teil aller Streifen einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, dessen grösste Abmessung in einer im wesentlichen senkrecht zur Ebene der genannten Einheit verlaufenden Ebene liegt, welcher langgestreckte Teil an jedem Ende sich in einem gebogenen Übergangsteil fortsetzt, durch den die genannten Streifen mit den Randteilen der genannten Einheit so verbunden werden, dass-die Streifen über den langgestreckten Teil hinweg mit Abstand parallel zu einander verlaufen derart, dass deren ebene Aussenseiten einander gegenüberstehen und langgestreckte Öffnungen bilden, welche Streifen im Innern einen rohrförmigen Durchlass aufweisen, der zwischen den auf Abstand stehenden Teilen der Dicke der Streifen gelegen ist, welche Streifen in den mit einander vereinigten als auch in den auf Abstand stehenden Teilen eine Wandstärke aufweisen, die wesentlich kleiner ist als die Wandstärke der entsprechenden Teile des übrigen Teiles des Wärmeaustauschers, welche Durchlässe mit den genannten Durchlässen in den Randteilen in Verbindung stehen und für den Umlauf eines WärmeÜbertragungsmitteis.durch die EIn_sheit einen ununterbrochenen Strömungspfad bilden.

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ORIGINAL