DE10207972A1

DE10207972A1 - Detektor für Dichtungsdefekte, entsprechende Verfahren, Verwendung und Wärmeaustauscher

Info

Publication number: DE10207972A1
Application number: DE2002107972
Authority: DE
Inventors: Jorba Lluis Saderra; La Coba Denninger Sebastian De; Sindreu Joan Soler
Original assignee: Frape Behr SA
Current assignee: Mahle Behr Spain SA
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2002-10-10
Also published as: ES2211242A1; ES2211242B1

Abstract

Detektor für Dichtungsdefekte sowie entsprechende Verfahren, Verwendung und Wärmeaustauscher. Der Detektor erkennt Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg eines Wärmeaustauschers und besteht aus einer ersten Quelle (27) für ein erstes Gas, einer zweiten Quelle (29) für ein zweites Gas, Einlaßleitungen (31), welche die beiden Quellen mit dem Einlaß (7) verbinden, einem Gasdetektor (33), der das zweite Gas erkennt und ein Detektionssignal erzeugt, Auslaßleitungen (35), welche den Auslaß (13) mit dem Gasdetektor (33) verbinden, und einem Analysator (37) für das Detektionssignal. Das Detektionsverfahren umfaßt einen Spülvorgang, die Abgabe eines Impulses des zweiten Gases und die Detektion und Analyse desselben und gestattet es, ein Herstellungs- und Lieferverfahren für Wärmeaustauscher, vorzugsweise in Serie, mit einem Prüfzertifikat über Dichtungsdefekte bei 100% der Produktion zu verwirklichen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Detektor für Dichtungsdefekte, der dazu geeignet ist, Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg eines Wärmeaustauschers festzustellen, wobei der Wärmeaustauscher mindestens einen inneren Strömungsweg hat und der innere Strömungsweg wenigstens einen Einlaß und einen Auslaß aufweist. Die Erfindung bezieht sich auch auf Verfahren zur Erkennung von Defekten, zur Herstellung von Wärmeaustauschern und zur Lieferung von Wärmeaustauschern. Die Erfindung bezieht sich auch auf erfindungsgemäße Wärmeaustauscher.

Wärmeaustauscher sind hinreichend bekannt. Ein Wärmeaustauscher ist im wesentlichen eine Vorrichtung, durch die zwei Fluide in Wärmekontakt miteinander gebracht werden können. Beispielsweise durchläuft jedes der beiden Fluide einen Strömungsweg, wobei beide Strömungswege thermisch so miteinander verbunden sind, daß ein guter Wärmefluß zwischen beiden Strömungswegen und damit auch zwischen beiden Fluiden entstehen kann. Häufig ist nur eines der betreffenden Fluide für die entsprechende Anwendung von Interesse, während das andere Fluid die "Umgebung" (z. B. Umgebungsluft oder Wasser) ist. In diesen Fällen weist der Wärmeaustauscher meist nur einen inneren Strömungsweg auf, den das betreffende Fluid durchläuft, während die Umgebungsluft (oder das Wasser) um den inneren Strömungsweg herum fließt, ohne jedoch selbst durch einen anderen inneren Strömungsweg kanalisiert zu werden. Es werden höchstens einige Ablenkplatten hinzugefügt, die dazu beitragen, die Luftmenge (oder die Wassermenge), die durch den Wärmeaustauscher fließt, zu maximieren.

In den Wärmeaustauschern kann jede Art von Fluiden umlaufen, seien es Flüssigkeiten oder Gase, und es können beide gleichartig (Flüssigkeit-Flüssigkeit, Gas-Gas) oder gemischt sein (Flüssigkeit-Gas). Es ist auch möglich, daß eines derselben einen Phasenwechsel erfährt (Kondensatoren, Verdampfer). Dies fährt dazu, daß die vorhandenen Geometrien sehr vielfältig sind.

Damit die Leistung des Wärmeaustauschers erhöht ist und er gleichzeitig eine geringe Größe hat, weist der innere Strömungsweg häufig Geometrien auf, bei denen der Weg, dem das Fluid folgt, zickzackförmig verläuft und die gesamte Anordnung eine relativ kompakte Form besitzt. Daher weist der innere Strömungsweg häufig Abschnitte auf, in denen eine Trennwand auf beiden Seiten in Kontakt mit dem Fluid steht, wobei jedoch jede der beiden Seiten tatsächlich zu unterschiedlichen Abschnitten des inneren Strömungsweges gehört. Diese Trennwände müssen dicht sein, da sich andernfalls eine "Brücke" im entsprechenden inneren Strömungsweg bildet und zumindest ein Teil des Fluids nicht den gesamten inneren Strömungsweg durchläuft, was eine unzureichende Arbeitsweise des Wärmeaustauschers und damit z. B. einen Leistungsverlust bedeutet.

Daher ist es zweckmäßig, über einen Detektor zu verfügen, der es gestattet, Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg zu erkennen.

Der Einsatz von Wärmeaustauschern ist weitverbreitet, und bei zahlreichen Anwendungen sind die eingesetzten Mengen sehr hoch, da sie für Massengüter, wie Automobile, Heizungen, Klimaanlagen usw., bestimmt sind. Bei diesen Anwendungen wird im allgemeinen in Großserie gefertigt, und die Herstellungskosten sind ein sehr wichtiger Parameter. Folglich ist es notwendig, über einen Detektor zu verfügen, der ein rasches und wirtschaftliches Detektionsverfahren zuläßt und der als Teil eines Industrieverfahren eingesetzt werden kann.

Es muß berücksichtigt werden, daß es sich bei dem Dichtungsdefekt im inneren Strömungsweg um einen Defekt handelt, der nicht leicht zu erkennen ist, da er von außen nicht wahrnehmbar ist. Ein Dichtungsdefekt zwischen dem inneren Strömungsweg und der Außenseite ist leichter festzustellen und läßt sich im ungünstigsten Fall sofort nach Inbetriebnahme leicht erkennen. Ein Dichtungsdefekt im inneren Strömungsweg ist dagegen von außen nicht erkennbar, aber er spiegelt sich in einem Leistungsabfall des Wärmeaustauschers wider, der mittel- bis langfristig negative Folgen für die Maschine und/oder die Anlage mit sich bringt, die mit dem defekten Wärmeaustauscher arbeitet.

Es gibt ein Verfahren zur Detektion von Defekten im inneren Strömungsweg, das darauf beruht, daß Wärmefotografien des Wärmeaustauschers aufgenommen werden. Im wesentlichen besteht es darin, eine kalte Flüssigkeit durch das Innere des Austauschers zu führen, und zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Flüssigkeit mit hoher Temperatur einzuführen und anschließend eine Thermographie durchzuführen. Die Temperaturen sind an den Farbunterschieden erkennbar, und auf diese Weise können Defekte im inneren Strömungsweg entlang des Austauschers, d. h. Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg, festgestellt werden. Dieses Verfahren ist jedoch ein experimentelles Verfahren, das vom industriellen Standpunkt her nicht durchführbar ist, da es sehr langsam ist, so daß es sich nicht in geeigneter Weise in eine Serienfertigung integrieren läßt; es ist sehr teuer, da es eine große Anzahl von Handhabungen, Hilfsstoffen usw. erfordert. Außerdem müssen Flüssigkeiten in den Austauscher eingebracht werden, was in vielen Fällen gründliche nachträgliche Reinigungen des Inneren des Austauschers erforderlich macht.

Ein weiteres Verfahren besteht darin, den Druckverlust im inneren Strömungsweg zu messen. Dieses Verfahren ist jedoch sehr ungenau und gestattet es nicht, die Art des Problems der ungleichen Verteilung, die im Kreislauf vorliegt, zu unterscheiden: verstopfte Rohre, Kurzschlüsse, Stagnationszonen oder Totzonen, äußere Leckströme usw., und es ist auch nicht dazu geeignet, diese Defekte zu bestimmen.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu überwinden.

Der erfindungsgemäße Detektor ist ein Detektor für Defekte der eingangs erwähnten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine erste Quelle für ein erstes Gas, eine zweite Quelle für ein zweites Gas, Einlaßleitungen, die eine Fluidverbindung der ersten Quelle und der zweiten Quelle mit dem Einlaß herstellen, einen Gasdetektor, der in der Lage ist, das zweite Gas zu erkennen, und der ein Detektionssignal erzeugt, Auslaßleitungen, die eine Fluidverbindung zwischen dem Auslaß und dem Gasdetektor herstellen, und einen Analysator umfaßt, der dazu geeignet ist, das Detektionssignal auszuwerten.

Das erfindungsgemäße Detektionsverfahren für Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg eines Wärmeaustauschers umfaßt einen Schritt zum Spülen des inneren Strömungswegs mit dem ersten Gas und zum Erzeugen eines Innendurchflusses mit dem ersten Gas, einen Schritt zum Injizieren einer bestimmten Menge des zweiten Gases (eines Impulses des zweiten Gases) in den inneren Strömungsweg, einen Schritt zur Ausbreitung des Impulses durch den inneren Strömungsweg, einen. Schritt zur Erkennung des Impulses in dem inneren Strömungsweg, bei dem ein Detektionssignal erzeugt wird, und einen Schritt zur Analyse des Detektionssignals.

Das erste Gas ist vorzugsweise ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff. Wie bereits erwähnt, dient es einerseits dazu, das Innere des inneren Kanals zu spülen, indem die darin enthaltene Luft ausgestoßen wird, und so jegliche Spur anderer Gase, vorzugsweise Spuren des zweiten Gases, das vorteilhafterweise Kohlendioxid (CO₂) ist, zu beseitigen. Andererseits dient das erste Gas dazu, einen Innendurchfluß zu erzeugen, bei dem es sich um einen stetigen Strom mit bekannter Geschwindigkeit handelt. Der Einsatz dieser Gase hat eine Reihe von Vorteilen. Mit Gasen wird eine Verschmutzung des Inneren des Wärmeaustauschers mit Flüssigkeiten vermieden. Ferner sind die vorgeschlagenen Gase in den eingesetzten Mengen kostengünstig, leicht handhabbar und ungiftig, so daß sie keine besonders aufwendigen Einrichtungen erfordern.

Der Gasdetektor ist vorzugsweise ein optischer Detektor. Das Detektionssignal ist ein in Abhängigkeit von der Konzentration des zweiten Gases im ersten Gas variables Signal. Dieses Signal wird von einem Analysator (bei dem es sich um einen herkömmlichen Computer mit entsprechender Dateneingabe handeln kann) verarbeitet. Die Datenverarbeitung kann mehr oder weniger aufwendig sein, doch es ist wünschenswert, daß der Detektor dazu geeignet ist, das Ausmaß des Dichtungsdefektes zu bestimmen. Auf diese Weise kann ein Wert gebildet werden, ab dem man eine Maßnahme ergreifen muß, wobei unterhalb desselben jedoch der Dichtungsdefekt keinen merklichen Nachteil darstellt. Zudem ist es erwünscht, falls der Austauscher mindestens zwei Trennwände aufweist, daß der Detektor feststellen kann, welche der Trennwände den Dichtungsdefekt aufweist. Auf diese Weise können die Ursachen analysiert und Korrekturmaßnahmen deutlich schneller und effizienter durchgeführt werden.

Der Detektor muß in der Lage sein, als zusätzlicher Schritt in das Fertigungsverfahren des Wärmeaustauschers aufgenommen werden zu können. In diesem Sinne ist es vorteilhaft, wenn der Detektor die Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg in weniger als 60 Sekunden, vorzugsweise weniger als 30 Sekunden, erkennen kann. Diese Zeiten gestatten es ihm, in die meisten Fertigungsverfahren für Wärmeaustauscher aufgenommen zu werden, z. B. in die Fertigungsverfahren für Wärmeaustauscher in Kraftfahrzeugen.

Aus den bisherigen Ausführungen ergibt sich, daß es möglich ist, ein neues Verfahren zur Herstellung von Wärmeaustauschern zu definieren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es die Überprüfung auf Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg mittels eines erfindungsgemäßen Detektors umfaßt. Vorzugsweise wird dieses Verfahren mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt und umfaßt deswegen auch die Schritte des Verfahrens zur Detektion von Dichtungsdefekten im inneren Strömungsweg eines Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung.

Ziel der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Lieferung von Wärmeaustauschern, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es die Verwirklichung und Abgabe eines 100%igen Prüfzertifikats für Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg der Wärmeaustauscher umfaßt. Tatsächlich ist dieses Verfahren derzeit undurchführbar, da die industrielle Fertigung von Wärmeaustauschern mit einer derartigen Kontrolle nicht möglich ist. Diese Tatsache ist für die Großserienfertigung von besonderer Bedeutung. Bei der Großserienfertigung, wie z. B. in der Automobilindustrie, ist es üblich, daß die Lieferung von Austauschern unter Bedingungen erfolgt, die im voraus, z. B. bei Unterzeichnung des Liefervertrages, vereinbart wurden. Es ist zu berücksichtigen, daß die Automobilhersteller im allgemeinen Hunderte, ja sogar Tausende Tageseinheiten eines bestimmten Fahrzeugmodells fertigen und daß sie im allgemeinen die Lieferung kleiner Mengen mit großer Häufigkeit verlangen, um Probleme zu vermeiden, die sich durch die Ansammlung von Wareneingängen ergeben. Unter bestimmten Umständen ist die "just in time"-Lieferung von Teilen erforderlich, d. h. die Teile müssen praktisch zur gleichen Zeit geliefert werden, zu der der Automobilhersteller das Teil in das Fahrzeug einbaut. Somit erfolgt die Lieferung von Posten, die jeweils ihr eigenes Qualitätszertifikat aufweisen, usw. selten, sondern die Lieferbedingungen werden vorab vereinbart, und der Lieferant verpflichtet sich, einen vorbestimmten Kontrollplan durchzuführen. Bei derartigen Lieferungen gibt es im allgemeinen keine Eingangs-Qualitätskontrolle seitens des Kunden, außer in besonderen Fällen, und es ist ebenfalls üblich, seitens des Lieferanten auf eine Ausgangskontrolle zu verzichten. Vielmehr werden im allgemeinen Herstellungsverfahren durchgeführt, bei denen bestimmte kritische Parameter zu 100% während der eigentlichen Fertigung kontrolliert werden.

Daher, wenn in dieser Patentschrift auf ein 100%iges Prüfzertifikat Bezug genommen wird, versteht sich, daß es sowohl den Fall beinhaltet, in dem die Wärmeaustauscher in bestimmten Posten geliefert werden, wobei jeder Posten seine eigene Dokumentation aufweist, in der ein solches Zertifikat enthalten ist, wie jede andere Art der Verpflichtung seitens des Herstellers von Wärmeaustauschern, mit der er dem Kunden versichert, daß er diese Kontrolle zu 100% durchführt. Bis heute war es nicht möglich, bei der Serienfertigung eine 100%ige Fertigungskontrolle hinsichtlich der Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg von Wärmeaustauschern durchzuführen, da man weder über einen Detektor noch über ein Verfahren verfügt, die es gestatten, diese unter wettbewerbsfähigen Bedingungen durchzuführen.

Ziel der Erfindung ist auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Detektors bei der Lieferung einer Vielzahl von Wärmeaustauschern, wobei die Lieferung die Lieferung eines Prüfzertifikats für Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg bei 100% der Wärmeaustauscher umfaßt. In diesem Fall versteht sich ebenfalls, daß das Zertifikat sich in einem breiten Sinne interpretieren lassen muß, wie dies zuvor erläutert wurde.

Ziel der Erfindung ist ferner ein Wärmeaustauscher, der Teil einer Anordnung von Wärmeaustauschern ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß er einer Überprüfung auf Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg des Wärmeaustauschers unterzogen wurde und daß er mit einem Prüfzertifikat über Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg versehen ist, wobei das Zertifikat allen Wärmeaustauschern der Anordnung beiliegt. Vorzugsweise wurde die Kontrolle mit einem erfindungsgemäßen Detektor durchgeführt.

Ein anderes zusätzliches Ziel der Erfindung ist eine Anordnung von Wärmeaustauschern, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie über ein Prüfzertifikat über Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg verfügen, das für alle Wärmeaustauscher, welche die Anordnung bilden, erstellt wird.

Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ohne jeglichen einschränkenden Charakter beschrieben ist. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch einen Wärmeaustauscher.

Fig. 2 eine Grafik der Kohlendioxid-Konzentrationen.

Fig. 3 ein Schema eines Detektors für Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg durch einen Austauscher gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch einen Wärmeaustauscher, insbesondere durch einen Kondensator, gezeigt. Die Grundstruktur umfaßt eine Reihe von parallelen und gleich langen Rohren 1, die alle ein Ende aufweisen, das in einen Kasten 3 eingeführt ist, während das gegenüberliegende Ende in einen zweiten Kasten 5 eingeführt ist. Der erste Kasten 3 weist einen Einlaß 7, zwei Trennwände, die als erste Trennwand 9 und dritte Trennwand 11 bezeichnet sind, und einen Auslaß 13 auf. Die beiden Trennwände 9 und 11 unterteilen den ersten Kasten 3 in drei Abteile, die als erstes 15, drittes 17 und fünftes Abteil 19 bezeichnet sind. Der Einlaß 7 befindet sich im ersten Abteil 15 und der Auslaß 13 im dritten Abteil 17. Der zweite Kasten 5 weist eine Trennwand, die zweite Trennwand 21, auf, die den zweiten Kasten 5 in zwei Abteile unterteilt, nämlich das zweite 23 und das vierte Abteil 25. Die Verteilung der Abteile und der Trennwände wird so durchgeführt, daß die folgenden Erfordernisse erfüllt sind:

- alle Rohre 1, die in das erste Abteil 15 einlaufen, haben ihr gegenüberliegendes Ende im zweiten Abteil 23,
- das zweite Abteil 23 weist Rohre 1 auf, die sich zum ersten Abteil 15 und zum dritten Abteil 17 erstrecken,
- das dritte Abteil 17 weist Rohre 1 auf, die sich zum zweiten Abteil 23 und zum vierten Abteil 25 erstrecken,
- das vierte Abteil 25 weist Rohre 1 auf, die sich zum dritten Abteil 17 und zum fünften Abteil 19 erstrecken,
- alle Rohre 1 des fünften Abteils 19 erstrecken sich zum vierten Abteil 25.

Auf diese Weise kann ein innerer Strömungsweg in Zickzackform zwischen dem Einlaß 7 und dem Auslaß 13 gebildet werden, wie er z. B. durch die Pfeile in Fig. 1 dargestellt ist. Bei dem speziellen Beispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, handelt es sich um einen Kondensator. Damit eine Kondensation erfolgen kann, verringert sich daher das Volumen jedes Zickzack- Abschnittes bis zu dem, der dem Auslaß 13 am nächsten liegt.

Diese Geometrie ist sehr häufig, mit den entsprechenden Anpassungen an die jeweilige Anwendung (andere Anzahl von Abteilen, Einlaß und Auslaß an anderen Stellen, andere Größe der Rohre zwischen den Abteilen, usw.).

In Fig. 3 ist ein Schema des Detektors für Defekte gezeigt. Eine Stickstofflasche 27 und eine Kohlendioxidflasche 29 sind mit dem Einlaß 7 des Wärmeaustauschers, der überprüft werden muß, über Einlaßleitungen 31 verbunden. Die Einlaßleitungen 31 verfügen über die Teile und Armaturen, die dazu geeignet sind, den gesamten Prozeß automatisch regeln zu können. Der Auslaß 13 des Wärmeaustauschers ist mit einem Gasdetektor 33 über Auslaßleitungen 35 verbunden. Der Gasdetektor 33 ist seinerseits an einen Computer 37 angeschlossen, an den er seine Ergebnisse überträgt.

Sobald die Einlaßleitungen 31 und die Auslaßleitungen 35 an den entsprechenden Einlaß 7 und Auslaß 13 des Wärmeaustauschers angeschlossen sind, öffnet sich das Durchlaßventil für den Stickstoff, der die im inneren Strömungsweg enthaltene Luft herausspült. Auf diese Weise werden alle Kohlendioxidspuren im Inneren des Wärmeaustauschers entfernt, und es wird ein Innendurchfluß erzeugt, der den gesamten inneren Strömungsweg durchläuft.

In einem Abschnitt des Einlaßkanals 31, insbesondere des Bereichs, der sich bis zur Kohlendioxidflasche hin erstreckt, gibt es zwei Reihenventile (nicht in Fig. 3 dargestellt). Das der Kohlendioxidflasche 29 am nächsten gelegene Ventil bleibt geöffnet, während das dem Einlaß 7 am nächsten gelegene Ventil geschlossen bleibt. Anschließend schließt sich das der Kohlendioxidflasche 29 am nächsten gelegene Ventil, und so steht eine gewisse, zwischen beiden Ventilen angesammelte Kohlendioxidmenge zur Verfügung. Sodann öffnet sich das dem Einlaß 7 am nächsten gelegene Ventil, und auf diese Weise wird eine bestimmte Kohlendioxidmenge in den Einlaßkanal 31 injiziert, die einen Kohlendioxidimpuls bildet. Anschließend breitet sich dieser Impuls, der mit dem Stickstoff-Innendurchfluß mitgeführt wird, im gesamten inneren Strömungsweg aus.

Der Gasdetektor 33, der ein optischer Infrarotdetektor ist, erkennt die Schwankungen der Kohlendioxidkonzentration im Stickstoff-Innendurchfluß. Bei nicht defekten Wärmeaustauschern erkennt der Gasdetektor 33 den Kohlendioxidimpuls als einen einzigen Impuls und erfaßt ihn nach Ablauf eines Zeitraums, der dem Zeitraum entspricht, welcher erforderlich ist, damit der Innendurchfluß den gesamten inneren Strömungsweg durchläuft. Logischerweise werden, wenn der Versuch wiederholt und/oder der Versuch mit einem anderen Wärmeaustauscher durchgeführt wird, der dem ersten entspricht, Kurven erhalten, die der ersten Kurve sehr ähnlich sind. Diese Kurven sind in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 39 bezeichnet.

Wenn eine der Trennwände 9, 11 und/oder 21 einen Dichtungsdefekt aufweist, durchläuft der Innendurchfluß den inneren Strömungsweg jedoch nicht in seiner Gesamtheit, sondern ein Teil desselben fließt durch die Trennwand 9, 11 und/oder 21, die den Defekt aufweist. Dieser Durchfluß durch die Trennwand 9, 11 und/oder 21 führt zu einer Verkürzung der Strecke und daher zu einer verfrühten Ankunft am Auslaß 13 und am Gasdetektor 33. Daher erfaßt der Gasdetektor 33, wenn der Kohlendioxidimpuls injiziert wird, zwei Impulse: den "normalen" Impuls 39 und einen Impuls, der zeitlich vorauseilt. Auf diese Weise ist es möglich, einen Dichtungsdefekt im inneren Strömungsweg zu erkennen. Beispiele für diese verfrühten Impulse sind die mit den Bezugsziffern 41, 43 und 45 in Fig. 2 versehenen.

Zusätzlich gibt das Höhenverhältnis zwischen beiden Impulsen das Ausmaß des Defektes an. Tatsächlich bewirkt ein größerer Dichtungsdefekt, daß die Konzentration des "normalen" Impulses 39 geringer ist, da durch den Dichtungsdefekt eine größere Kohlendioxidmenge umgeleitet wird. Aus demselben Grunde weist der "verfrühte" Impuls 41, 43 und/oder 45 eine höhere Konzentration auf.

Die Detektionsvorrichtung gestattet es auch, festzustellen, in welcher Trennwand 9, 11 und/oder 21 der Dichtungsdefekt vorliegt. Tatsächlich ist, wenn der Dichtungseffekt in der dritten Trennwand 11 vorliegt, der Impuls näher am normalen Impuls 39 sowie schmäler und höher, da die Diffusion des Kohlendioxids im Stickstoff geringer war (siehe Impuls 45). Wenn dagegen der Dichtungsdefekt in der ersten Trennwand 9 vorliegt, ist der Impuls weiter vom normalen Impuls 39 entfernt und im allgemeinen niedriger und breiter, da er mehr im Stickstoff diffundiert ist (siehe Impuls 41). Schließlich entspricht der Impuls 43 einem Dichtungsdefekt in der zweiten Trennwand 21.

In analoger Weise ist es möglich, in bestimmten Fällen das gleichzeitige Vorliegen von Defekten in zwei oder mehr Trennwänden zu erkennen.

Auf diese Weise kann eine Reihe von Mustern für jede Art und Größe von Defekt und für jede Art von Wärmeaustauscher erstellt werden, die in den Computer 37 eingegeben werden können. Ebenso können die Grenzwerte, die das Akzeptable vom Nicht-Akzeptablen trennen, eingegeben werden. Auf diese Weise ist der Computer 37 in der Lage, die Fertigung zu kontrollieren, wobei er die defekten Wärmeaustauscher mit einer Angabe über die Art und Größe des Defektes anzeigt.

Der Detektor der Erfindung benötigt etwa 30 Sekunden ihr jeden Kontrollzyklus.

Claims

1. Detektor für Dichtungsdefekte, welcher Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg eines Wärmeaustauschers mit wenigstens einem inneren Strömungsweg erkennt, wobei der innere Strömungsweg wenigstens einen Einlaß (7) sowie wenigstens einen Auslaß (13) aufweist,
gekennzeichnet durch
wenigstens eine erste Quelle (27) für ein erstes Gas,
wenigstens eine zweite Quelle (29) für wenigstens ein zweites Gas,
Einlaßleitungen (31), die eine Verbindung der ersten Quelle (27) und der zweiten Quelle (29) mit dem Einlaß (7) herstellen,
wenigstens einen Gasdetektor (33), welcher wenigstens ein zweites Gas erkennt und ein Detektionssignal erzeugt,
wenigstens eine Auslaßleitung (35), die eine Verbindung zwischen dem Auslaß (13) und dem Gasdetektor (33) herstellt, und
wenigstens einen Analysator (37), der das Detektionssignal auswertet.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gas ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, ist.

3. Detektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gas Kohlendioxid (CO₂) ist.

4. Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdetektor (33) ein optischer Detektor ist.

5. Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor das Ausmaß des Dichtungsdefektes im inneren Strömungsweg bestimmt.

6. Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor die Lage des Dichtungsdefektes im inneren Strömungsweg bestimmt.

7. Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg in weniger als 60 Sekunden, vorzugsweise in weniger als 30 Sekunden, feststellt.

8. Verfahren zur Detektion von Dichtungsdefekten im inneren Strömungsweg eines Wärmeaustauschers mit wenigstens einem inneren Strömungsweg, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der innere Strömungsweg mit einem ersten Gas gespült wird und ein Innendurchfluß mit dem ersten Gas erzeugt wird,
b) eine bestimmte Menge eines zweiten Gases in den inneren Strömungsweg injiziert wird,
c) die bestimmte Menge in dem Innendurchfluß detektiert wird, und
d) das Detektionssignal analysiert wird.

9. Verfahren zur Herstellung von Wärmeaustauschern, dadurch gekennzeichnet, daß es die Überprüfung auf Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg mit einem Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 umfaßt.

10. Verfahren zur Herstellung von Wärmeaustauschern nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es die Aufzeichnung und Ausgabe eines Prüfzertifikats für Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg des Wärmeaustauschers umfaßt.

11. Verwendung eines Detektors nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 bei der Herstellung oder Lieferung wenigstens eines Wärmeaustauschers, wobei die Lieferung die Lieferung eines Prüfzertifikats für Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg des Wärmeaustausches umfaßt.

12. Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß er einer Überprüfung auf Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg des Wärmeaustauschers mit einem Detektor gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 unterzogen wurde und daß er mit einem Prüfzertifikat über Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg versehen ist.

13. Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung mehrerer Wärmeaustauscher gemäß Anspruch 12 aufweist und mit wenigstens einem Prüfzertifikat über Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg versehen ist, welches für wenigstens einen Wärmeaustauscher, welcher die Anordnung bildet, erstellt wurde.

14. Wärmeaustauscher nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung mit einem Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt wird.

15. Detektor für Dichtungsdefekte, welcher Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg eines Wärmeaustauschers mit wenigstens einem inneren Strömungsweg erkennt, wobei der innere Strömungsweg wenigstens einen Einlaß (7) sowie wenigstens einen Auslaß (13) aufweist,
gekennzeichnet durch
eine erste Quelle (27) für ein erstes Gas,
eine zweite Quelle (29) für ein zweites Gas,
Einlaßleitungen (31), die eine Fluidverbindung der ersten Quelle (27) und der zweiten Quelle (29) mit dem Einlaß (7) herstellen,
einen Gasdetektor (33), der das zweite Gas erkennen kann und ein Detektionssignal erzeugt,
Auslaßleitungen (35), die eine Fluidverbindung zwischen dem Auslaß (13) und dem Gasdetektor (33) herstellen, und
einen Analysator (37), der das Detektionssignal auswerten kann.

16. Detektor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gas ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, ist.

17. Detektor nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gas Kohlendioxid (CO₂) ist.

18. Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdetektor (33) ein optischer Detektor ist.

19. Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Lage ist, das Ausmaß des Dichtungsdefektes zu bestimmen.

20. Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei der Austauscher wenigstens zwei Trennwände (9, 11 und/oder 21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Lage ist, zu bestimmen, welche der beiden Trennwände (9, 11 und/oder 21) den Dichtungsdefektes aufweist.

21. Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Lage ist, den Dichtungsdefekt im inneren Strömungsweg in weniger als 60 Sekunden, vorzugsweise in weniger als 30 Sekunden, festzustellen.

22. Verfahren zur Detektion von Dichtungsdefekten im inneren Strömungsweg eines Wärmeaustauschers mit wenigstens einem inneren Strömungsweg,
dadurch gekennzeichnet, dass
es einen Schritt zum Spülen des Innenkreislaufs mit einem ersten Gas und zum Erzeugen des Innendurchflusses mit dem ersten Gas,
einen Schritt zum Injizieren einer bestimmten Menge eines zweiten Gases in den Innendurchfluß,
einen Schritt zur Ausbreitung der bestimmten Menge durch den inneren Strömungsweg,
einen Schritt zur Erkennung der bestimmten Menge in dem Innendurchfluß, bei dem ein Detektionssignal erzeugt wird, und
einen Schritt zur Analyse des Detektionssignals, umfaßt.

23. Verfahren zur Herstellung von Wärmeaustauschern, dadurch gekennzeichnet, daß es die Überprüfung auf Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg mit einem Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 21 umfaßt.

24. Verfahren zur Lieferung von Wärmeaustauschern, dadurch gekennzeichnet, daß es die Verwirklichung und Abgabe eines 100%igen Prüfzertifikats für Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg des Wärmeaustauschers umfaßt.

25. Verwendung eines Detektors nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 21 bei der Lieferung einer Vielzahl von Wärmeaustauschern, wobei die Lieferung die Lieferung eines Prüfzertifikats für Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg bei 100% der Wärmeaustauscher umfaßt.

26. Wärmeaustauscher, der Teil einer Anordnung von Wärmetauschern ist, dadurch gekennzeichnet, daß er einer Überprüfung auf Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg des Wärmeaustauschers mit einem Detektor gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 unterzogen wurde und daß er mit einem Prüfzertifikat über Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg versehen ist, wobei das Zertifikat allen Wärmetauschern der Anordnung beiliegt.

27. Wärmeaustauscher nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung mit einem Detektor nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 21 durchgeführt wird.

28. Anordnung von Wärmetauschern, dadurch gekennzeichnet, daß sie über ein Prüfzertifikat über Dichtungsdefekte im inneren Strömungsweg verfügt, welches für alle Wärmeaustauscher, welcher die Anordnung bilden, erstellt wurde.