DE102009036091A1 - Continuous process for soldering aluminum heat exchangers, orientates end plates of heat exchanger parallel to conveying direction and flushes passages with gas supplied at intervals - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löten eines Wärmetauschers, wobei der Wärmetauscher durch einen Lötofen transportiert wird, wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl von Wärmetauscherpassagen aufweist, die sich von einer ersten Stirnfläche des Wärmetauschers zu einer zweiten Stirnfläche des Wärmetauschers erstrecken. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Löten eines Wärmetauschers mit einem Lötofen und einer Fördervorrichtung zum Transportieren der Wärmetauscher durch den Lötofen, wobei der Lötofen eine Lötzone und eine Einlaufzone umfasst.The The invention relates to a method for soldering a heat exchanger, wherein the heat exchanger through a soldering oven is transported, the heat exchanger a plurality of heat exchanger passages extending from a first end face of the heat exchanger to a second end face of the heat exchanger extend. Furthermore, the invention relates to a device for soldering a heat exchanger with a soldering oven and a conveyor for transporting the heat exchangers through the soldering oven, the soldering oven a soldering zone and an inlet zone.
Aluminium-Wärmetauscher werden in Durchlauföfen unter Prozessgas gelötet. Die Prozessgasatmosphäre im eigentlichen Lötbereich wird so eingestellt, dass ein relativ niedriger Restsauerstoffgehalt von beispielsweise weniger als 50 ppm vorliegt. In einer solchen Atmosphäre ist das Löten nur unter Zuhilfenahme starker Flussmittel möglich.Aluminum heat exchanger be in continuous furnaces soldered under process gas. The process gas atmosphere in the actual soldering area is adjusted so that a relatively low residual oxygen content of, for example, less than 50 ppm. In such a the atmosphere Soldering is only with the help of strong flux possible.
Es sind bereits Atmosphärenregelsystem bekannt, mit deren Hilfe die Prozessatmosphäre im Lötbereich geregelt werden kann. So wird beispielsweise in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration Stickstoff in den Lötofen eingespeist und so die Sauerstoffkonzentration in einem vordefinierten Fenster geregelt.It are already atmospheric control system With the aid of which the process atmosphere in the soldering area can be regulated. For example, depending on Nitrogen is fed into the brazing furnace from the oxygen concentration and so the oxygen concentration is regulated in a predefined window.
Die zu lötenden Wärmetauscher sind stark schöpfende Teile, die größere Mengen Gas in den Ofen einschleppen. Dieses Gas stammt aus dem vorhergehenden Fertigungsschritt, dem Trocknen des Wärmetauschers nach dem Auftrag des Flußmittels als wässrige Lösung und besteht im Wesentlichen aus Luft und Wasserdampf. Der äußere Bereich des Wärmetauschers, die Lamellen, die offenliegen und beispielsweise beim Einsatz des Wärmetauschers im Auto von Kühlluft durchströmt werden, werden im Ofeneinlaufbereich hinreichend durch Schutzgas aus dem Lötofen gespült. In der Lötmuffel wird der Wärmetauscher zum Löten erwärmt und das miterwärmte Schutzgas strömt infolge der Konvektion aus der Lötmuffel heraus und über die Lamellen des dem Lötofen zugeführten Wärmetauschers. Hierbei werden die Spalte zwischen den Lamellen mit dem Schutzgas gespült.The to be soldered heat exchangers are very creative Parts, the larger quantities Put the gas in the oven. This gas comes from the previous one Production step, the drying of the heat exchanger after the order of the flux as aqueous solution and consists essentially of air and water vapor. The outer area the heat exchanger, the slats that are exposed and, for example, when using the heat exchanger in the car of cooling air flows through be sufficient in the kiln inlet region by inert gas from the soldering oven rinsed. In the soldering muffle becomes the heat exchanger for soldering heated and that warmed up Inert gas flows as a result of convection from the solder muffle out and about the slats of the soldering oven supplied Heat exchanger. Here are the gaps between the slats with the protective gas rinsed.
Der ”geschlossene” Bereich des Wärmetauschers hingegen, d. h. die Wärmetauscherpassagen, die im Inneren des Wärmetauscherblocks liegen, werden von dem aus der Lötmuffel ausströmenden Schutzgas nicht durchströmt. Erst in der Lötmuffel selbst, d. h. im Heizbereich, tritt das in den Passagen befindliche Gas aufgrund der Volumenzunahme aus. Die aus den Passagen austretenden Gase Luftsauerstoff und Dampf haben starke negative Auswirkung auf den Lötprozess und müssen deshalb schnellst möglich wieder aus der Lötmuffel gespült werden. Es ist daher ein entsprechender Gaswechsel in der Lötmuffel notwendig, d. h. es muss eine erhöhte Menge Stickstoff in die Lötmuffel oder in den Lötofen eingebracht werden, um den Luftsauerstoff und den Dampf herauszuspülen.The "closed" area of the heat exchanger on the other hand, d. H. the heat exchanger passages, the inside the heat exchanger block lie, are from that from the soldering muffle escaping inert gas does not flow through. Only in the soldering muffle itself, d. H. in the heating area, enters the gas located in the passages due to the volume increase. The exiting from the passages Gases of atmospheric oxygen and steam have a strong negative impact the soldering process and must therefore as fast as possible again from the soldering muffle rinsed become. It is therefore a corresponding gas change in the solder muffle necessary, d. H. There must be an increased amount of nitrogen in the Lötmuffel or in the soldering oven be introduced to flush out the oxygen in the air and the steam.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein Verfahren aufzuzeigen, welches beim Löten von Wärmetauschern den Eintrag von Luft, Dampf oder anderen unerwünschten Gasen in den Lötofen möglichst minimiert.task It is therefore an object of the present invention to provide a method which when soldering of heat exchangers the entry of air, steam or other undesirable gases in the brazing furnace as possible minimized.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Löten eines Wärmetauschers gelöst, wobei der Wärmetauscher durch einen Lötofen transportiert wird, wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl von Wärmetauscherpassagen aufweist, die sich von einer ersten Stirnfläche des Wärmetauschers zu einer zweiten Stirnfläche des Wärmetauschers erstrecken, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Wärmetauscher so durch den Lötofen transportiert wird, dass die erste und/oder die zweite Stirnfläche im Wesentlichen parallel zur Transportrichtung ausgerichtet sind und dass die Wärmetauscherpassagen während des Transports zeitweise mit einem Spülgasstrom gespült werden, der im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung gerichtet ist.These The object is achieved by a method for soldering a heat exchanger, wherein the heat exchanger through a soldering oven is transported, the heat exchanger a plurality of heat exchanger passages extending from a first end face of the heat exchanger to a second end face of the heat exchanger extend, and which is characterized in that the heat exchanger so through the soldering oven is transported, that the first and / or the second end face substantially aligned parallel to the transport direction and that the heat exchanger passages during the Transports are temporarily purged with a purge gas stream, which is directed substantially perpendicular to the transport direction.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Löten eines Wärmetauschers mit einem Lötofen und einer Fördervorrichtung zum Transportieren der Wärmetauscher durch den Lötofen, wobei der Lötofen eine Lötzone und eine Einlaufzone umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Einlaufzone ein oder mehrere Düsen zum Abstrahlen eines Spülgases vorgesehen sind, wobei die Düsen so ausgerichtet sind, dass deren Abstrahlrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung der Wärmetauscher gerichtet ist.The inventive device for soldering a heat exchanger with a soldering oven and a conveyor for transporting the heat exchangers through the soldering oven, the soldering oven a soldering zone and an inlet zone, is characterized in that the inlet zone one or more nozzles for emitting a purge gas provided are, with the nozzles are aligned so that their emission direction substantially directed perpendicular to the transport direction of the heat exchanger.
Erfindungsgemäß werden die in den Wärmetauscherpassagen befindlichen, insbesondere gasförmigen, Verunreinigungen ausgespült, bevor sie in den eigentlichen Lötofen gelangen.According to the invention in the heat exchanger passages located, in particular gaseous, Flushed out impurities, before getting into the actual soldering oven reach.
Der Lötofen ist vorzugsweise als Durchlaufofen ausgeführt. Die zu lötenden Wärmetauscher werden durch eine Einlaufzone in den Lötofen transportiert, dort erhitzt und gelötet und anschließend wieder aus dem Lötofen heraustransportiert. Der Transport der Wärmetauscher durch den Lötofen erfolgt von Vorteil mittels einem oder mehrerer Förderbänder, Gurtförderer, Stahlband- oder Drahtgeflechtförderer oder ähnlicher Fördervorrichtungen.Of the brazing furnace is preferably designed as a continuous furnace. The heat exchangers to be soldered are transported through an inlet zone in the soldering oven, heated there and soldered and subsequently again from the soldering oven transported. The transport of the heat exchanger through the soldering furnace takes place Advantageous means of one or more conveyor belts, belt conveyor, steel belt or wire mesh conveyor or the like Conveyors.
Erfindungsgemäß sollen der Wärmetauscher und insbesondere die im Inneren des Wärmetauschers verlaufenden und nur an ihrem jeweiligen Ein- und Austritt nach außen offenen Wärmetauscherpassagen gezielt mit einem Spülgas gespült werden. Hierzu wird während des Transports der Wärmetauscher in den Lötofen oder während des Transports durch den Lötofen gezielt Spülgas in die Wärmetauscherpassagen eingebracht, um die in den Wärmetauscherpassagen befindliche Atmosphäre zu verdrängen.According to the invention, the heat exchanger and, in particular, the heat exchanger passages which run in the interior of the heat exchanger and are open at the outside only at their respective inlet and outlet say to be flushed flush with a purge gas. For this purpose purge gas is selectively introduced into the heat exchanger passages during transport of the heat exchanger into the soldering oven or during transport through the soldering oven in order to displace the atmosphere located in the heat exchanger passages.
Die Wärmetauscher werden auf der Fördervorrichtung so ausgerichtet, dass die Wärmetauscherpassagen senkrecht zur Transportrichtung verlaufen. Von Vorteil liegen die zu spülenden Wärmetauscherpassagen parallel zur Auflagefläche des Wärmetauschers auf der Fördervorrichtung, d. h. der Wärmetauscher wird so auf die Fördervorrichtung gelegt, dass die Wärmetauscherpassagen waagrecht liegen. Bei einem quaderförmigen Wärmetauscher oder einem Wärmetauscher, der aus einem im Wesentlichen quaderförmigen Wärmetauscherblock und gegebenenfalls zusätzlichen Anbauten besteht, befinden sich die Öffnungen in die Passagen in diesem Fall in den senkrechten Stirnflächen des Wärmetauscherblocks.The heat exchangers be on the conveyor aligned so that the heat exchanger passages perpendicular to the transport direction. Of advantage are the to be washed heat exchange passages parallel to the support surface of the heat exchanger on the conveyor, d. H. the heat exchanger is placed on the conveyor, that the heat exchanger passages lying horizontally. In a cuboid heat exchanger or a heat exchanger, the from a substantially cuboid heat exchanger block and optionally additional Annexes exist, the openings are in the passages in this case in the vertical faces of the heat exchanger block.
Vorzugsweise werden seitlich neben der Transportbahn, entlang der der Wärmetauscher durch die Fördervorrichtung transportiert wird, Düsen angeordnet, aus denen das Spülgas ausströmt. Beim Vorbeitransport des Wärmetauschers an den Düsen, dringt das aus den Düsen ausströmende Spülgas in die Wärmetauscherpassagen ein und verdrängt darin befindliche Verunreinigungen, insbesondere gasförmige Verunreinigungen, wie zum Beispiel Luft oder Wasserdampf.Preferably be laterally next to the transport path, along the heat exchanger through the conveyor is transported, nozzles arranged, from which the purge gas flows. When transporting the heat exchanger at the nozzles, penetrates that from the nozzles outflowing purge into the heat exchanger passages and displaced Contaminants therein, in particular gaseous impurities, such as air or water vapor.
Der Begriff Düsen soll hierbei Gasaustrittsöffnungen bezeichnen, die so ausgeführt sind, dass das Spülgas mit der für die Verdrängung der Atmosphäre in den Passagen notwendigen Geschwindigkeit austritt. Die Düsen können verschiedenste Querschnitte und/oder Längsprofile besitzen oder als runde oder längliche Öffnungen, d. h. Löcher oder Schlitze, ausgeführt sein.Of the Term nozzles should this gas outlet openings denote that so executed are that the purge gas with the for the repression the atmosphere in the passages necessary speed emerges. The nozzles can be very different Cross sections and / or longitudinal profiles own or as round or elongated openings, d. H. holes or slots, executed be.
Häufig sind auch mehrere Fördervorrichtungen, z. B. Förderbänder, für unterschiedliche Zonen des Lötofens oder für dem Lötofen vorgeordnete Behandlungsschritte vorgesehen. Bei der Übergabe der Wärmetauscher von einem Förderband zum nächsten, beispielsweise von einem Transportband, welches den Wärmetauscher durch eine Vorbehandlungeinheit transportiert, zu einem Transportband innerhalb des Lötofens, kann es zu einem Versatz, Verschieben oder Schräglaufen des Wärmetauschers kommen. Zwischen den Düsen und dem von der Fördervorrichtung vorbeitransportierten Wärmetauscher ist daher ein Sicherheitsabstand nötig. In der Praxis hat sich gezeigt, dass hierbei ein Sicherheitsabstand von 50 mm ausreichend ist.Frequently also several conveyors, z. B. conveyor belts, for different Zones of the soldering furnace or for the soldering oven provided upstream treatment steps. At the handover the heat exchanger from a conveyor belt to the next, For example, from a conveyor belt, which is the heat exchanger transported by a pretreatment unit, to a conveyor belt within the brazing furnace, There may be an offset, shifting or skewing of the heat exchanger. Between the nozzles and that of the conveyor is transported before heat exchanger therefore a safety margin necessary. In practice it has been shown that in this case a safety margin of 50 mm is sufficient.
Wenn die Fördervorrichtung gasdurchlässig ausgeführt ist, beispielsweise wenn ein Geflecht- oder Kettenband eingesetzt wird, ist es auch möglich, die Düsen ober- und/oder unterhalb der Transportbahn vorzusehen und das Spülgas in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung ausströmen zu lassen. Die Wärmetauscher sind dann entsprechend so anzuordnen, dass sich die Ein- bzw. -Austrittsöffnungen in die Passagen oben bzw. unten befinden.If the conveyor is gas permeable, for example, if a braid or chain strap is used, it is also possible that Nozzles above and / or below provide the transport path and the purge gas in a substantially flow out in the vertical direction allow. The heat exchangers are then to be arranged accordingly so that the inlet and outlet openings in the passages above or below.
Wenn bei speziellen Wärmetauscherausführungen die Passagen oder ein Teil der Passagen schräg verläuft, werden die oder einige der Düsen entsprechend angeordnet, um eine schräge Spülgasströmung zu erzeugen. Grundsätzlich werden die Düsen möglichst so ausgerichtet, dass die von diesen erzeugte Gasströmung in Richtung der zu spülenden Passagen verläuft.If with special heat exchanger versions the passages or part of the passages will be oblique, the or some the nozzles accordingly arranged to be an oblique Purge gas flow to produce. in principle become the nozzles preferably aligned so that the gas flow generated by them in Direction of the to be washed Passages runs.
Die Spülung der Wärmetauscherpassagen erfolgt vorzugsweise in der Einlaufzone des Lötofens. Unter Einlaufzone soll der Teil des Lötofens verstanden werden, in dem der Wärmetauscher noch nicht erhitzt wird, in der aber bereits eine Schutzgasatmosphäre erzeugt und/oder aufrechterhalten wird.The flush the heat exchanger passages takes place preferably in the inlet zone of the brazing furnace. Under inlet zone should the part of the soldering furnace be understood, in which the heat exchanger not yet heated, but in which already generates a protective gas atmosphere and / or maintained.
Nach dem Transport der Wärmetauscher in den Schutzgasbereich der Einlaufzone des Lötofens werden diese gezielt von einem Spülgasstrom, vorzugsweise von mehreren Spülgasströmen, freigespült. Als Spülgas wird bevorzugt ein Inertgas, insbesondere gasförmiger Stickstoff, eingesetzt. Es ist aber auch möglich, die Wärmetauscherpassagen mit einem Gas zu spülen, welches sich bei dem folgenden Lötvorgang nicht inert verhält, sondern aktiv am Lötprozess teilnimmt.To the transport of the heat exchangers in the protective gas of the inlet zone of the brazing furnace they are targeted from a purge gas stream, preferably of several purge gas streams, rinsed free. When purge An inert gas, in particular gaseous nitrogen, is preferably used. But it is also possible the heat exchanger passages to flush with a gas, which is in the following soldering process not inert, but actively on the soldering process participates.
Um eine ausreichende Spülwirkung zu erreichen, ist eine bestimmte Mindestgasgeschwindigkeit des Spülgases notwendig. Die Strömungsgeschwindigkeit des Spülgases muss in den Passagen so hoch sein, dass in der zur Verfügung stehenden Zeit des Vorbeitransports des Wärmetauschers an der oder den Düsen eine Verdrängungsspülung sicher stattfinden kann. Von Vorteil wird deshalb die Strömungsgeschwindigkeit des Spülgases in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit des Wärmetauschers eingestellt. Ein weiterer Parameter, der die zu wählende Strömungsgeschwindigkeit beeinflusst, ist die Länge der zu spülenden Passagen.Around a sufficient rinsing effect To achieve a certain minimum gas velocity of the purge gas is necessary. The flow velocity of purge gas must be so high in the passages that in the available Time of transport of the heat exchanger at the nozzle (s) a displacement rinse take place safely can. Advantageously, therefore, the flow velocity of the purge gas in dependence set by the transport speed of the heat exchanger. One another parameter, the one to choose flow rate affects, is the length the one to be washed Passages.
Die Geschwindigkeit der Spülgasströmung muss so groß sein, dass das Spülgas in der Zeit, in der eine Passage an den Spülgasdüsen vorbeifährt, die gesamte Länge der Passage durchströmt. Zum Bespiel muß bei einem 900 mm breiten Wärmetauscher, d. h. die Passagen sind 900 mm lang, und einer Bandgeschwindigkeit von 1200 mm/min eine Gasgeschwindigkeit von etwa 300 mm/s erreicht werden, wenn das Düsenfeld, d. h. der Bereich, in dem sich Spülgasdüsen befinden, eine Breite (in Transportrichtung der Wärmetauscher) von 60 mm aufweist. Die Gasgeschwindigkeit außerhalb des Wärmetauschers muss dazu um einen Faktor 10 bis 20 höher liegen, um die Strömungsverluste innerhalb der Wärmetauscherpassagen zu kompensieren.The speed of the purge gas flow must be so high that the purge gas flows through the entire length of the passage during the passage of a passage past the purge gas nozzles. For example, in a 900 mm wide heat exchanger, ie the passages are 900 mm long, and a belt speed of 1200 mm / min, a gas speed of about 300 mm / s must be achieved when the nozzle field, ie the range, in the purge gas nozzles are located, a width (in the transport direction of the heat exchanger) of 60 mm. The gas velocity outside the heat exchanger must be higher by a factor of 10 to 20 in order to compensate for the flow losses within the heat exchanger passages.
Bei einem Wärmetauscher für einen Turbolader sind beispielsweise auch innerhalb der Wärmetauscherpassagen Lamellen vorgesehen, um den Wärmeaustausch zu verbessern. Diese Lamellen tragen aber erheblich zum Strömungswiderstand innerhalb der Passage bei. Die Lamellen sollen nach dem Lötvorgang sicher verlötet sein, ohne dass es möglich wäre, die Lötqualität nachträglich zu überprüfen. Die Strömungsgeschwindigkeit des Spülgases muss also so hoch gewählt werden, dass trotz des größeren Strömungswiderstandes in der Passage eine ausreichende Spülung erzielt wird.at a heat exchanger for one Turbochargers are also within the heat exchanger passages, for example Slats provided to heat exchange to improve. But these slats contribute significantly to the flow resistance within the passage. The slats should after the soldering process soldered securely be without it being possible that would be Check soldering quality later. The flow rate of purge gas So it has to be chosen so high be that despite the larger flow resistance in the passage sufficient flushing is achieved.
Die Austrittsgeschwindigkeit des Spülgases aus den Düsen hängt von der Länge der zu spülenden Passagen und der hierfür zur Verfügung stehenden Zeit ab. Je kompakter der Wärmetauscher ist, desto schneller ist er gespült, d. h. bei gleicher Fördergeschwindigkeit der Wärmetauscher sind geringere Spülgasgeschwindigkeiten ausreichend als bei großen Wärmetauschern. Zudem sind die Strömungsverluste in den Wärmetauscherpassagen zu berücksichtigen: Je enger die Passagen sind – und bei Wasserkühlern geht der Trend zu engen Passagen – desto größer sind die Strömungsverluste. Entsprechend muss eine größere Strömungsgeschwindigkeit beim Austritt aus dem Düsenfeld vorliegen.The Exit velocity of the purge gas the nozzles depends on the length the one to be washed Passages and the one for that to disposal standing time. The more compact the heat exchanger is, the faster is he flushed, d. H. at the same conveying speed the heat exchanger are lower purge gas speeds enough than with big ones Heat exchangers. In addition, the flow losses in the heat exchanger passages to consider: The narrower the passages are - and at water coolers the trend is towards narrow passages - the greater are the flow losses. Correspondingly, a larger flow velocity needs at the exit from the nozzle field available.
Andererseits ist zu beachten, dass durch die Spülgasströmung und die relativ hohe Gasaustrittsgeschwindigkeit in dem Lötofen keine zu großen Turbulenzen hervorgerufen werden und dadurch Außenluft angesogen wird. Vorzugsweise wird daher die Einlaufzone des Lötofens durch geeignete Mittel, wie Gasvorhänge, abgeschirmt.on the other hand It should be noted that due to the purge gas flow and the relatively high gas exit velocity in the soldering oven not too big Turbulence caused and thereby outside air is sucked. Preferably is therefore the inlet zone of the brazing furnace shielded by suitable means, such as gas curtains.
In einer bevorzugten Variante werden sowohl die Anzahl und Anordnung der das Spülgas ausstoßenden Düsen als auch die Geschwindigkeit und Durchflussmenge des Spülgases automatisch in Abhängigkeit von dem zu lötenden bzw. zu spülenden Wärmetauschermodell eingestellt und/oder geregelt. Es ist ebenso möglich, in Abhängigkeit von dem zu spülenden Wärmetauscher das Spülgas nur aus bestimmten Düsen austreten zu lassen oder bestimmte Düsen mit mehr Spülgas zu versorgen als andere Düsen.In a preferred variant, both the number and arrangement the purge gas ejecting Nozzles as also the speed and flow rate of purge gas automatically dependent on from the one to be soldered or to be flushed heat exchanger model set and / or regulated. It is also possible depending on from the to be washed heat exchangers the purge gas only from certain nozzles leak or certain nozzles with more purge gas provide as other nozzles.
Häufig werden die noch nicht gelöteten Wärmetauscher auf einem Gestell transportiert, um die nötige Spannung und Anpresskraft auf die noch lose Zusammenstellung der zu lötenden Teile zu bringen, so dass diese im Lötofen auch gut miteinander verlötet werden. Die Gestelle werden in den vorauslaufenden Prozessschritten beispielsweise an einer Mittelschiene geführt. Je nach Wärmetauscher- und/oder Gestelltyp ist es günstig, auch das Düsenfeld oder einzelne Düsen quer zur Transportrichtung des Förderbandes zu verfahren, um einen optimalen Toleranzabstand zwischen Düsen und Wärmetauscher bzw. Gestell einzustellen. Vorzugsweise sind die Düsen oder Düsenfelder nicht nur quer zur Transportvorrichtung bewegbar, um den Abstand zwischen Düsen und Wärmetauscher zu optimieren, sondern auch in der Höhe und/oder Neigung verstellbar, um diese an die Position und Ausrichtung der Wärmetauscher auf der Transportvorrichtung, beispielsweise auf dem Förderband, oder auf dem Gestell anzupassen. Die erfindungsgemäße Spülvorrichtung kann damit an unterschiedliche Lötanlagenkonzepte und -ausführungen sowie verschiedenste Wärmetauschertypen angepasst werden.Become frequent not soldered yet heat exchangers transported on a rack to provide the necessary tension and contact pressure to bring to the still loose compilation of the parts to be soldered, so that in the soldering oven also soldered together well become. The racks are in the preceding process steps for example, guided on a center rail. Depending on the heat exchanger and / or frame type it is convenient also the nozzle field or individual nozzles transverse to the transport direction of the conveyor belt to proceed to an optimal tolerance distance between nozzles and Heat exchanger or Adjust the frame. Preferably, the nozzles or nozzle fields are not only transverse to Transport device movable to the distance between nozzles and heat exchangers to optimize, but also adjustable in height and / or inclination, these to the position and orientation of the heat exchanger on the transport device, for example on the conveyor belt, or to adapt to the frame. The flushing device according to the invention can thus adapt to different soldering system concepts and executions as well as various types of heat exchangers be adjusted.
Die Erfindung ist insbesondere für im Wesentlichen quaderförmige Wärmetauscher, insbesondere Plattenwärmetauscher, geeignet. Insbesondere Aluminiumwärmetauscher lassen sich erfindungsgemäß mit Vorteiol löten. Der Wärmetauscher kann als Kreuzstromwärmetauscher oder als Gleich- oder Gegenstromwärmetauscher ausgeführt sein. Beispielsweise werden in Kraftfahrzeugen häufig Wärmetauscher vom Kreuzstromtyp eingesetzt.The Invention is particularly for essentially cuboid Heat exchanger, in particular plate heat exchangers, suitable. In particular, aluminum heat exchangers can be inventively Vorteiol soldering. The heat exchanger can be used as cross-flow heat exchanger or be designed as a DC or countercurrent heat exchanger. For example, in motor vehicles, cross-flow type heat exchangers are common used.
Aber auch andere Wärmetauschertypen können mit Vorteil auf die erfindungsgemäße Weise gelötet werden. Besonders gute Erfolge zeigen sich, wenn die Passagen den Wärmetauscher im Wesentlichen geradlinig durchlaufen, da in diesem Fall der Strömungswiderstand in den Passagen geringer ist als bei einem beispielsweise abgewinkelten Verlauf der Passage. Bei nicht-geradlinigen Passagen oder bei Passagen mit Einbauten, die einen großen Strömungswiderstand aufweisen, ist die Spülgasgeschwindigkeit entsprechend zu erhöhen.But Other types of heat exchangers can also be used Advantage be soldered in the manner according to the invention. Particularly good results show up when the passages heat exchanger go through in a substantially straight line, since in this case the flow resistance is less in the passages than in an angled example Course of the passage. For non-straight passages or passages with fixtures that have a big one flow resistance have, is the purge gas velocity increase accordingly.
Wie oben bereist erwähnt, muss das Spülgas in der Zeit, in der eine Passage an der oder den Düsen vorbeitransportiert wird, die gesamte Länge der Passage durchströmen, um etwaige vorhandene Luft oder andere unerwünschte Gase zu verdrängen. Von Vorteil werden daher mehrere Düsen nebeneinander angeordnet und zu einem Düsenfeld zusammengefasst.As mentioned above, must the purge gas in the time in which a passage is transported past the nozzle (s), the entire length flow through the passage, to displace any existing air or other unwanted gases. Advantageous will therefore be multiple nozzles arranged side by side and combined to form a nozzle field.
So hat es sich zum Beispiel als günstig erweisen, eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen mit einem Durchmesser zwischen 0,5 mm und 3 mm, bevorzugt zwischen 0,5 mm und 1,5 mm, und einem gegenseitigen Abstand von 3 mm bis 25 mm, bevorzugt, 5 mm bis 15 mm, vorzusehen. Sowohl der vertikale als auch der horizontale Abstand der Gasaustrittsöffnungen eines Düsenfelds wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der Größe und Anordnung der zu spülenden Wärmetauscherpassagen gewählt. Die Größe des Düsenfelds wird ebenso abhängig von der Wärmetauschergröße gewählt.For example, it has proven to be advantageous to use a multiplicity of gas outlet openings with a diameter of between 0.5 mm and 3 mm, preferably between 0.5 mm and 1.5 mm, and a mutual distance of 3 mm to 25 mm , 5 mm to 15 mm. Both the vertical and the horizontal distance of the gas outlet openings of a nozzle array is preferably depending on the size and arrangement of selected by flushing heat exchanger passages. The size of the nozzle array is also selected depending on the heat exchanger size.
Es hat sich auch als vorteilhaft herausgestellt, auf beiden Seiten der Transportbahn für die Wärmetauscher jeweils ein Düsenfeld anzubringen. Die beiden Düsenfelder sind in diesem Fall vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet, so dass die aus den einzelnen Düsen ausströmenden Spülgasströme sich nicht gegenseitig beeinflussen. Je nach Bedarf können das eine Düsenfeld, das andere Düsenfeld oder beide Düsenfelder gemeinsam aktiviert, d. h. mit Spülgas beaufschlagt werden.It has also proved beneficial, on both sides the transport path for the heat exchangers one nozzle field each to install. The two nozzle fields are in this case preferably offset from one another, so that from the individual nozzles outflowing Purging gas flows itself do not influence each other. Depending on requirements, a nozzle field, the other nozzle field or both nozzle fields activated together, d. H. be acted upon with purge gas.
Bei kurzen Wärmetauschern, d. h. Wärmetauschern mit kurzen Passagen, werden von Vorteil zwei Wärmetauscher nebeneinander auf die Fördervorrichtung gelegt. Die aus den Passagen des einen Wärmetauschers austretende Spülgasströmung tritt in der Regel nicht wieder, zumindest nicht mit ausreichender Strömungsgeschwindigkeit, in die Passagen des anderen Wärmetauschers ein. Vorzugsweise werden daher zwei Düsenfelder installiert und zwar links und rechts von der Fördervorrichtung, zum Beispiel dem Transportband.at short heat exchangers, d. H. heat exchangers with short passages, two heat exchangers side by side will be beneficial the conveyor placed. The purge gas flow emerging from the passages of the one heat exchanger enters usually not again, at least not with sufficient flow velocity, into the passages of the other heat exchanger one. Preferably, therefore, two nozzle fields are installed and indeed left and to the right of the conveyor, for example the conveyor belt.
Die Düsenfelder werden vorzugsweise in Transportrichtung versetzt angeordnet, damit sich die Spülgasströmungen nicht gegenseitig aufheben. Werden zwei oder mehr Düsenfelder in Transportrichtung hintereinander angeordnet, so kann durch entsprechende Beaufschlagung der Düsenfelder mit Spülgas die Größe des gesamten Spülgas abgebenden Düsenbereichs variiert werden. Die Anzahl der Spülgas abgebenden Düsen und der Spülgasverbrauch können an die für die Spülung zur Verfügung stehende Spülzeit angepasst werden. Die Düsenfelder können dabei auf gegenüberliegenden Seiten der Transportvorrichtung oder auf nur einer Seite der Transprotvorrichtung vorgesehen werden.The nozzle arrays are preferably arranged offset in the transport direction, so that the purge gas flows are not cancel each other out. If two or more nozzle fields in the transport direction arranged one behind the other, so can by appropriate admission the nozzle fields with purge gas the size of the whole purge dispensing nozzle area be varied. The number of purge gas emitting nozzles and the purge gas consumption can to the for the conditioner available purge be adjusted. The nozzle fields can doing so on opposite Sides of the transport device or on only one side of the transport device be provided.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Düsenfeldern auf beiden Seiten der Transportvorrichtung wird vorzugsweise so betrieben, dass nur dann die Düsenfelder auf beiden Seiten arbeiten, d. h. Spülgas aus den Düsenfeldern ausströmt, wenn mit der Transportvorrichtung zwei Wärmetauscher nebeneinander transportiert werden. Wenn dagegen keine zwei Wärmetauscher nebeneinander angeordnet sind, d. h. zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur ein Wärmetauscher die Düsenfelder passiert, ist es vorteilhaft, auch nur die Düsen auf einer Seite der Transportvorrichtung mit Spülgas zu versorgen. Dadurch wird ausgeschlossen, dass in eine bereits gespülte Wärmetauscherpassage durch das auf der anderen Seite der Transportvorrichtung befindliche Düsenfeld nochmal Gas eingeblasen wird. Ansonsten wäre es nötig, die Düsenfelder, wie oben beschrieben, mit Versatz einzubauen. Arbeiten die Düsen dagegen in Abhängigkeit davon, ob ein oder zwei Wärmetauscher gleichzeitig gespült werden sollen, so können diese auch ohne Versatz eingebaut werden.A inventive device with nozzle fields on both sides of the transport device is preferably so operated that only then the nozzle fields work on both sides, d. H. Purge gas from the nozzle fields flows, when transported with the transport device two heat exchangers side by side become. On the other hand, if no two heat exchangers are arranged side by side are, d. H. at a given time always only one heat exchanger the nozzle fields happens, it is advantageous even only the nozzles on one side of the transport device with purge gas to supply. This excludes that in one already flushed heat exchanger passageway through the one located on the other side of the transport device nozzle array gas is blown again. Otherwise, it would be necessary to use the nozzle fields as described above. with offset to install. In contrast, the nozzles work in dependence of it, whether one or two heat exchangers flushed at the same time should be, so can These can be installed without offset.
Die Beaufschlagung der Düsen bzw. Düsenfelder mit Spülgas erfolgt vorzugsweise automatisch in Abhängigkeit von der Anzahl der gleichzeitig zu spülenden Wärmetauscher.The Loading the nozzles or nozzle fields with purge gas is preferably done automatically depending on the number of to be washed simultaneously Heat exchanger.
Zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Spülung der Wärmetauscherpassagen hat es sich bewährt, ein Prozess- oder Inertgas in den Lötofen einzuspeisen und im Lötofen eine Gasströmung zu erzeugen, welche in Richtung des Eintritts und/oder des Austritts des Lötofens, d. h. in Richtung Einlauf- und/oder Auslaufzone, gerichtet ist. Auf diese Weise wird das Eindringen von Außenluft in den Lötofen verringert und außerdem werden die zu lötenden Wärmetauscher während des Transports durch den Lötofen zumindest von außen mit dem Prozess- oder Inertgas gespült.In addition to the flushing of the invention heat exchange passages has it proven to feed a process or inert gas into the brazing furnace and in the brazing furnace a gas flow to generate, which in the direction of entry and / or exit of the brazing furnace, d. H. directed towards the inlet and / or outlet zone. In this way the penetration of outside air into the soldering furnace is reduced and also become the heat exchangers to be soldered while transport through the soldering oven at least from the outside flushed with the process or inert gas.
Es hat sich weiter bewährt, den relativ langen Lötofen in verschiedene Segmente einzuteilen. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der Ofenraum des Lötofens durch Blenden an geeigneten Stellen in verschiedene Kammern unterteilt wird. Besonders bevorzugt wird der Lötofen mittels einer Blende in einen ersten Ofenraum und in eine Lötzone unterteilt wird. An der Blende strömt das in den Lötofen eingespeiste Prozess- oder Inertgas mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit in Richtung Einlaufzone. Die erhöhte Gasströmung an der Blende verhindert damit eine Vermischung der Gasatmosphären der Bereich vor und hinter der Blende, d. h. des ersten ofenraums und der Lötzone. Eine Blende an geeigneter Stelle der Muffel setzt so den negativen Einfluß von in den ersten Ofenraum eingeschlepptem O2 und H2O auf den Lötprozess deutlich herabsetzt. Restfeuchte und -sauerstoff, die nicht durch die erfindungsgemäße Spülung beseitigt wurden, gelangen nicht in die eigentliche Lötzone. Dadurch kann die Auflage von Flussmitel verringert werden und die Gefahr des Abtropfens des Flussmittels in der heißen Lötzone wird verringert, wodurch die Lebensdauer der äußerst teuren Muffel erhöht wird. Abtropfendes Flussmittel erstarrt nämlich im kalten Bereich des Ofen und muss dort bergmännisch abgebaut werden, was erhebliche Kosten und Anlagenstillstandszeiten bedeutet.It has further proven to divide the relatively long brazing furnace into different segments. This is preferably achieved in that the furnace chamber of the brazing furnace is divided by blending at appropriate locations in different chambers. Particularly preferably, the soldering furnace is divided by means of a diaphragm into a first furnace chamber and into a soldering zone. At the orifice, the process or inert gas fed into the brazing furnace flows at an increased flow velocity in the direction of the inlet zone. The increased gas flow at the diaphragm thus prevents a mixing of the gas atmospheres of the area in front of and behind the diaphragm, ie the first furnace chamber and the soldering zone. An aperture at a suitable location of the muffle thus sets the negative influence of introduced into the first furnace chamber O 2 and H 2 O significantly reduces the soldering process. Residual moisture and oxygen, which were not eliminated by the rinsing according to the invention, do not reach the actual soldering zone. This can reduce the flow of flux and reduce the risk of the flux dropping in the hot solder zone, increasing the life of the extremely expensive muffle. Dripping flux solidifies in the cold area of the kiln and must be mined there, which means considerable costs and plant downtimes.
Um eine maximale Gasgeschwindigkeit an der Blende zu erreichen, wird das Prozess- oder Inertgas, beispielsweise Stickstoff, an möglichst wenigen Stellen in den Lötofen eingespeist. Bevorzugt wird nur eine Einspeisestelle zwischen der Kühlzone und der Lötzone benutzt.Around to achieve a maximum gas velocity at the aperture is the process or Inert gas, such as nitrogen, in as few places in the soldering oven fed. Preference is only a feed point between the Cooling zone and the soldering zone used.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:The invention and further details of the invention are described below with reference to the Drawings illustrated embodiments explained in more detail. Hereby show:
In
Der
Lötofen
Der
Ofenraum ist durch eine Blende
Das
aus dem ersten Ofenraum
Die
Wärmetauscher
Die
Wärmetauscher
In
der Einlaufzone
Zwischen
den Düsenfeldern
Die
Düsenfelder
An
das Düsenfeld
Die
Strömungsgeschwindigkeit
des Spülgases
wird so eingestellt, dass in der Zeitspanne, in der der Wärmetauscher
Hat
beispielsweise das Düsenfeld
Das
Düsenfeld
In
Bei
kurzen Wärmetauschern
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200910036091 DE102009036091A1 (en) | 2009-08-04 | 2009-08-04 | Continuous process for soldering aluminum heat exchangers, orientates end plates of heat exchanger parallel to conveying direction and flushes passages with gas supplied at intervals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200910036091 DE102009036091A1 (en) | 2009-08-04 | 2009-08-04 | Continuous process for soldering aluminum heat exchangers, orientates end plates of heat exchanger parallel to conveying direction and flushes passages with gas supplied at intervals |
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DE102009036091A1 true DE102009036091A1 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=43430087
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE200910036091 Withdrawn DE102009036091A1 (en) | 2009-08-04 | 2009-08-04 | Continuous process for soldering aluminum heat exchangers, orientates end plates of heat exchanger parallel to conveying direction and flushes passages with gas supplied at intervals |
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-
2009
- 2009-08-04 DE DE200910036091 patent/DE102009036091A1/en not_active Withdrawn
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120301 |