DE19509787A1 - Aus Scheiben aufgebauter Wärmetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen aus Scheiben aufgebauten Wärme­ tauscher, insbesondere einen Scheibenverdampfer, bestehend aus mehreren parallel zueinander angeordneten hohlen Schei­ ben, die jeweils aus zwei Halbschalen aufgebaut sind, die mit gegeneinander gerichteten Abstützvorsprüngen versehen sind und mit diesen zur Einhaltung des gegenseitigen Abstandes an­ einanderliegen

Wärmetauscher dieser Art sind beispielsweise aus der DE 31 48 941 C2 bekannt, in der ein wassergekühlter Ölkühler für Ver­ brennungskraftmaschinen gezeigt ist, dessen paketartig auf­ einandergeschichtete und durch je einen Ölzulauf- und einen Ölablaufstutzen durchströmte Scheibenkörper aus zwei Halb­ schalen bestehen, die an den Rändern und in ihrer Mitte mit Hilfe von nockenartigen und sickenartigen Ausprägungen mit­ einander verlötet sind. Bei der bekannten Bauart sind die ge­ prägten Sicken in der Form von Strömungsleitprofilen ausge­ bildet. Eine solche Ausgestaltung findet sich auch bei ande­ ren Bauarten (DE-OS 29 24 441 oder US-PS 5 086 832). Die Ver­ lötung der ausgeprägten Nocken oder Sicken wird dabei in der Regel durch ein Vakuumlöten vorgenommen und man hat auch schon vorgeschlagen (DE 35 44 921 A1), Lötfolien den Halb­ schalen jeweils so zuzuordnen, daß die hohlen Scheibenkörper durch Einfügung von Abstandsstücken im Lötverfahren herge­ stellt werden können.

Alle bekannten Bauarten eignen sich aber nicht für ein mit einem Flußmittel arbeitendes Lötverfahren, wie es beispiels­ weise durch das Nocolok-Verfahren bekannt ist, bei dem ein nichtkorrodierendes Flußmittel verwendet wird, das nach dem Lötvorgang nicht mehr entfernt zu werden braucht. Vorausset­ zung für ein solches Lötverfahren ist es aber, daß das Fluß­ mittel an die zu verlötenden Stellen gelangt. Dies ist mit aus Halbschalen aufgebauten Scheibenkörpern nach dem Stand der Technik nicht oder nur dann möglich, wenn das Flußmittel in den Innenraum der Scheiben gelangt. Dies ist jedoch prak­ tisch nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen aus Scheiben aufgebauten Wärmetauscher der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine Verlötung mit einem Flußmittel, insbesondere eine Verlötung nach dem Nocolok-Verfahren, ohne großen Aufwand möglich wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art vorgesehen, daß eine Halbschale mit Abstützvorsprüngen versehen ist, die als Durchzüge ausgebil­ det sind und einen Kragen bilden, der sich am Umfang des zu­ geordneten, als Abstütznoppen ausgebildeten Abstützteiles der benachbarten Halbschale anliegt. Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, Flußmittel von außen, d. h. von den Zwischen­ räumen zwischen den Scheiben aus aufzubringen, das dann in die zwischen den Kragen und den Noppen gebildeten Spalte ein­ dringen kann, so daß dann, wenn die Halbschalen der Scheiben­ körper, wie bekannt, für die Durchführung des Nocolok- Verfahrens aus einem plattierten Aluminium bestehen, die Ver­ lötung des ganzen Paketes von Scheibenkörpern des Wärmetau­ schers in einem geeigneten Lötofen stattfinden kann.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Ab­ stütznoppen und die Kragen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, weil dies am einfachsten herstellbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann zur Herstellung eines Wärmetauschers vorgesehen werden, daß zunächst alle aus plat­ tiertem Aluminium bestehenden Halbschalen gegeneinander ge­ drückt und in dieser Lage durch eine geeignete Einrichtung gehalten werden, daß dann ein Nocolok-Flußmittel von außen so aufgebracht, insbesondere aufgesprüht wird, daß es in den Be­ reich der Kragen und der Abstandsnoppen gelangt, daß das Flußmittel anschließend getrocknet und dann die noch zusam­ mengedrückten Halbschalen, gegebenenfalls auch mit zwischen benachbarten Scheiben liegenden Wellrippen, zum Zweck der Verlötung in einem Lötofen erhitzt werden.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilansicht eines aus Scheibenkör­ pern aufgebauten Verdampfers für die Klimaanlage ei­ nes Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung einer der in Fig. 1 ver­ wendeten Scheiben, bestehend aus zwei Halbschalen und

Fig. 3 die vergrößerte Detaildarstellung eines Teiles des Innenraumes eines Scheibenkörpers nach Fig. 1 und 2 mit der Anordnung von Abstützteilen zur Einhaltung des gegenseitigen Abstandes, wie in Fig. 1 durch III gekennzeichnet.

In der Fig. 1 ist ein aus Scheiben aufgebauter Wärmetauscher gezeigt, der im Ausführungsbeispiel als Scheibenverdampfer für die Verwendung in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist. Der Scheibenverdampfer (1) besteht aus einem Paket von hohlen Scheiben (2), die mit Abstand aufeinanderge­ schichtet sind und jeweils in den Zwischenraum zwischen be­ nachbarten Scheiben mit Wellrippen (3) versehen sind. Die Hohlräume der Scheiben (2) sind jeweils über Zuflußstutzen (4) und Abflußstutzen (5) untereinander verbunden, so daß Kältemittel durch die Innenräume der Scheiben fließen kann, das im Wärmeaustausch mit der durch die Wellrippen (3) und durch die Zwischenräume zwischen benachbarten Scheiben (2) geführten Luft steht.

Jede der Scheiben (2) ist gemäß Fig. 2 aus je zwei Halbscha­ len (2a und 2b) aufgebaut, die gegeneinander gelegt und mit ihren umlaufenden Rändern (6) dicht verlötet sind, so daß das im Sinn des Pfeiles (7) eintretende Kältemittel den Hohlraum innerhalb der Scheibe (2) durchströmen kann.

Um einen gleichmäßigen Abstand der Halbschalen (2a und 2b) zueinander zu erreichen und um so einen ausreichenden Strö­ mungsquerschnitt zwischen den Halbschalen (2a und 2b) zu ge­ währleisten, ist jede Halbschale (2a) mit einer Vielzahl von Durchzügen (8) versehen, die einen in den Innenraum der Scheiben (2) gerichteten Kragen (9) bilden, der beim Ausfüh­ rungsbeispiel den Querschnitt eines Kreisringes hat. Die Durchzüge (8) sind dabei in die Halbschale (2a) eingestanzt und die Halbschale (2a) besteht aus einem mit AlSi plattier­ tem Aluminium.

Die andere Halbschale (2b) ist mit noppenartigen Ausprägungen (10) versehen, die, so wie die Kragen (9) der Halbschale (2a), in den Innenraum (11) der Scheibe (2) hineingerichtet sind. Sowohl der Kragen (9) als auch der Abstütznoppen (10) sind dabei so bemessen, daß sie sich in etwa in einer Ebene berühren, die in der Mitte des Hohlraumes (11) parallel zu den Halbschalen (2a und 2b) verläuft. Die Abstütznoppen (10) sind ebenfalls durch einen Prägevorgang hergestellt und sie besitzen beim Ausführungsbeispiel eine Kegelstumpfform, wo­ bei die obere Abschlußfläche dieses Kegelstumpfes in den Be­ reich innerhalb des zugeordneten Kragens (9) hereinragt. Durch diese Ausgestaltung legt der Kragen (9) jeweils am Um­ fang des kegelstumpfförmigen Abstütznoppen (10) an.

Bei der Herstellung der Scheiben (2) und des gesamten Wärme­ tauschers (1) wird nun so vorgegangen, daß die Halbschalen (2a und 2b) jeder Scheibe (2) in der in Fig. 3 gezeigten Wei­ se gegeneinander gesetzt werden. Alle Scheiben (2) werden dann paketartig jeweils unter Zwischenfügung der Wellrippen (3) aufeinandergeschichtet, wobei sie mit entsprechenden Öff­ nungen auf die im Bereich jeder Scheibe (2) der Ausström­ bzw. Einströmschlitzen versehenen Rohrstutzen (4 und 5) auf­ geschoben werden können oder gleich mit entsprechend gepräg­ ten Anschlußrohrstutzen ausgebildet werden.

Ist dies geschehen, dann wird ein Flußmittel, insbesondere ein Flußmittel zur Durchführung des Nocolok-Verfahrens, in die Zwischenräume zwischen benachbarten Scheiben (2), d. h. in den Bereich der Wellrippen, eingesprüht, das in die Durchzüge (8) gelangt und damit auch in den ringförmigen Spaltbereich zwischen jedem Kragen (9) der Halbschale (2a) und dem Ab­ stütznoppen (10) der Halbschalen (2b). Der so mit Flußmittel versehene, und mit Hilfe einer nicht gezeigten Vorrichtung zusammengehaltene Wärmetauscher (1) wird dann einem Trock­ nungsvorgang unterworfen, bei dem das Flußmittel trocken wird. Danach wird der Wärmetauscher (1) in dem zusammenge­ steckten und mit Flußmittel versehenen Zustand in einen Lötofen gebracht, dort erhitzt und insgesamt verlötet. Er ist nach dem Abkühlen fertig.

Da vorzugsweise alle Teile, also die Halbschalen (2a, 2b) und auch die Anschlußstutzen (4), die gemäß Fig. 2 ebenfalls aus dem Material der Halbschalen (2a bzw. 2b) herausgestanzt sein können, aus plattiertem Aluminium bestehen, kann mit Hilfe des Nocolok-Verfahrens der gesamte Scheibenwärmetauscher dicht und stabil verlötet werden.

Claims (5)

1. Aus Scheiben aufgebauter Wärmetauscher, insbesondere Scheibenverdampfer, bestehend aus mehreren parallel zu­ einander angeordneten hohlen Scheiben (2), die jeweils aus zwei Halbschalen aufgebaut sind, die mit gegenein­ ander gerichteten Abstützvorsprüngen versehen sind und mit diesen zur Einhaltung des gegenseitigen Abstandes aneinanderliegen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halbschale (2a) mit Abstützvorsprüngen versehen ist, die als Durchzüge (8) ausgebildet sind und einen Kragen (9) bilden, der sich am Umfang des zugeordneten, als Abstütznoppen (10) ausgebildeten Abstützteiles der be­ nachbarten Halbschale (2b) anlegt.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (9) und die Abstütznoppen (10) kreisför­ migen Querschnitt aufweisen.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstütznoppen (10) eine Kegelstumpfform aufwei­ sen.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material zur Herstellung der Halbschalen (2a, 2b) ein mit AlSi plattiertes Aluminium vorgesehen ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach An­ spruch 1 durch Verlöten der Halbschalen, die gegenein­ ander gedrückt und in dieser Lage während des Lötvor­ ganges gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die aus plattiertem Aluminium bestehenden Halbschalen (2a, 2b) durch Aufbringen eines für das Nocolok-Verfahren geeigneten Flußmittels auf ihren Außenseiten benetzt werden, wobei das Flußmittel in den Anlagebereich zwi­ schen Kragen (9) und Abstandsnoppen (10) gelangt, daß anschließend getrocknet wird, und daß dann die noch zu­ sammengedrückten Halbschalen, gegebenenfalls mit zwi­ schen benachbarten Scheiben liegenden Wellrippen (3), zum Zweck der Verlötung erhitzt werden.