DE1254438B

DE1254438B - Manufacture of heat exchanger elements

Info

Publication number: DE1254438B
Application number: DEP29043A
Authority: DE
Inventors: Alexis Alexander Popoff
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1960-02-04
Filing date: 1962-03-23
Publication date: 1967-11-16
Also published as: DE1229821B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

B23pB23p

Deutsche Kl.: 491 - 5German class: 491 - 5

Nummer: 1254438Number: 1254438

Aktenzeichen: P29043Ib/491File number: P29043Ib / 491

Anmeldetag: 23. März 1962Filing date: March 23, 1962

Auslegetag: 16. November 1967Opened on: November 16, 1967

Es sind die verschiedensten Konstruktionen von Wärmeaustauscherelementen bekannt. Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung von Plattenaustauschem, also Austauscherelementen, die zwei Außenplatten aufweisen, welche mit Hilfe von Abstandhaltern unter Bildung von Kanälen für das wärmeaustauschende Medium miteinander verbunden sind. Für die Herstellung derartiger Wärmeaustauscher sind bisher umfangreiche Löt- oder Schweißarbeiten erforderlich. Das ist für die Herstellung von Wärmeaustauschern in großen Stückzahlen und für große Einheiten besonders, kompliziert und aufwendig, da jede Schweißverbindung einen hohen Sicherheitsgrad aufweisen muß, damit es nicht unter den Arbeitsbedingungen bei oft beträchtlichen Temperaturen oder auch in der Kälte zu einem Aufreißen der Schweißnähte oder der Schweißstellen mit allen damit verbundenen Gefahren kommen kann.The most diverse designs of heat exchanger elements are known. The invention deals with the manufacture of plate exchangers, i.e. exchanger elements, the two Have outer plates, which with the help of spacers to form channels for the heat-exchanging medium are interconnected. For the production of such heat exchangers So far, extensive soldering or welding work has been required. That's for the manufacture of heat exchangers in large numbers and especially for large units, complicated and expensive, since every welded connection must have a high level of security, so it does not work under the working conditions at often considerable temperatures or even in the cold to a tearing of the weld seams or the welds with all the associated dangers can come.

Die Erfindung bringt nun eine Möglichkeit zum Herstellen solcher Plattenwärmeaustauscherelemente in einfacher und zuverlässiger Weise für große Einheiten und große Stückzahlen, ohne die Unsicherheiten und den großen Aufwand des üblichen Herstellens durch Löten oder Schweißen.The invention now provides a way of producing such plate heat exchanger elements in a simple and reliable way for large units and large quantities, without the uncertainties and the great expense of the usual manufacture by soldering or welding.

Die Patentanmeldung P26488Ib/491 (deutsche Auslegeschrift 1 229 821) betrifft ein Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Metallkörpern verschiedenster Art, wobei die zu verbindenden Partner im Abstand voneinander angeordnet und mit Hilfe eines detonierenden Sprengmittels miteinander verbunden werden. Der Abstand zwischen den Partnern beträgt mindestens 0,025 mm, die Detonationsgeschwindigkeit ist mindestens 1200 m/sec, jedoch weniger als 120% der Schallgeschwindigkeit des Metalls mit der höchsten Schallgeschwindigkeit in dem System. Das Sprengmittel befindet sich über dem zu verbindenden Bereich, und zwar unmittelbar auf dem einen Partner oder in bekannter Weise durch Einfügen einer Pufferschicht von diesem getrennt. Es ist dafür zu sorgen, daß die Detonation über die ganze Sprengmittelschicht parallel fortschreitet. Das gelingt dadurch, daß das Sprengmitte] an einem oder mehreren Punkten gleichzeitig oder an einer oder mehreren Kanten gleichzeitig gezündet wird.The patent application P26488Ib / 491 (German Auslegeschrift 1 229 821) relates to a method for producing multi-layer metal bodies of the most varied Kind, whereby the partners to be connected are arranged at a distance from each other and with the help of a detonating explosive agent. The distance between partners is at least 0.025 mm, the detonation speed is at least 1200 m / sec, however less than 120% the speed of sound of the metal with the highest speed of sound in the system. The explosive is located directly over the area to be connected on one partner or separated from it in a known manner by inserting a buffer layer. Care must be taken that the detonation proceeds in parallel over the entire layer of explosive. This succeeds in that the explosive center] at one or more points at the same time or is ignited at one or more edges at the same time.

Die Erfindung betrifft die Anwendung dieses Verfahrens zum Herstellen mehrschichtiger Metallkörper auf den speziellen Zweck des Hersteilens von Wärmeaustauscherelementen in wirtschaftlicher und einfacher Weise mit hoher Sicherheit.The invention relates to the use of this method for producing multilayer metal bodies on the special purpose of manufacturing heat exchanger elements in an economical manner and easy way with high security.

Die Erfindung besteht somit in der Anwendung Herstellen von WärmeaustauscherelementenThe invention thus consists in the application of manufacturing heat exchanger elements

Zusatz zur Anmeldung: P 264881 b/491 —
Auslegeschrift 1229 821Addition to registration: P 264881 b / 491 -
Interpretation document 1229 821

ίο Anmelder:ίο applicant:

E. I. du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)EI du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dr. E. v. Pechmann, Patentanwälte,
München 90, Schweigerstr. 2Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Pulse
and Dr. E. v. Pechmann, patent attorneys,
Munich 90, Schweigerstr. 2

^::

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Alexis Alexander Popoff, Woodbury, N. J.Alexis Alexander Popoff, Woodbury, N. J.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 23. März 1961 (97 891)V. St. v. America March 23, 1961 (97 891)

des Verfahrens zum Herstellen von mehrschichtigen Metallkörpern mit Hilfe eines detonierenden Sprengmittels, wobei die zu verbindenden Metallkörper in einem Abstand von mindestens 0,025 mm voneinander angeordnet sind, die Detonationsgeschwindigkeit des Sprengmittels mindestens 1200 m/sec, jedoch weniger als 120% der Schallgeschwindigkeit des Metalls in dem System mit der höchsten Schallgeschwindigkeit beträgt, sich das Sprengmittel über den zu verbindenden Bereich erstreckt und auf einem der zu verbindenden Metallkörper entweder unmittelbar oder in bekannter Weise über einer Pufferschicht angeordnet ist und das Sprengmittel an einem oder mehreren Punkten gleichzeitig oder an einer oder mehreren Kanten gleichzeitig gezündet wird, nach Patentanmeldung P 26488 I b/491 (deutsche Auslegeschrift 1229 821) auf das Herstellen von Wärmeaustauscherelementen, die zwei Platten aufweisen, die unter Bildung von Kanälen für das wärmeaustauschende Medium durch die zu den Platten senkrecht oder schräg stehende Abstandhalter miteinander verbunden sind, wobei die beidenthe process for the production of multilayer metal bodies with the aid of a detonating explosive, the metal bodies to be connected at a distance of at least 0.025 mm from one another are arranged, the detonation speed of the explosive at least 1200 m / sec, however less than 120% of the speed of sound of the metal in the system with the highest speed of sound is, the explosive extends over the area to be connected and on one of the metal bodies to be connected either directly or in a known manner over a Buffer layer is arranged and the disintegrant at one or more points at the same time or is ignited at one or more edges at the same time, according to patent application P 26488 I b / 491 (German Auslegeschrift 1229 821) on the manufacture of heat exchanger elements, the two plates have, forming channels for the heat exchanging medium through the to the Plates perpendicular or inclined spacers are connected to each other, the two

^: '■·' 709 688/221 ^: '■ ·' 709 688/221

Platten und die Abstandhalter die zu verbindenden Metallkörper darstellen, die von den Abstandhaltern und Platten gebildeten Kanäle für die Sprengmittelplattierung mit einem nicht verformbaren Material gefüllt werden und für die Verbindung jeder Platte mit den Abstandhaltern ein Plattierungsvorgang stattfindet.Plates and the spacers represent the metal bodies to be joined by the spacers and plates formed channels for the explosive plating with a non-deformable Material to be filled and used for connecting each panel to the spacers Plating process takes place.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen näher erläutert. The invention is explained in more detail in the drawings.

In F i g. 1 sind die parallelen Platten 1 und 2 getrennt und in paralleler Stellung durch die starren Abstandhalter 3 gehalten, die in diesem Fall C-förmig ausgebildet sind. Platte 2 ist von den Abstandhaltern 3 durch einen geringen Abstand 5 über Zinnteilchen 6 getrennt. In die Kanäle, wie sie durch die Abstandhalter gebildet werden, ist nicht verformbares Material 7, z. B. kaltgewalzter Stahl, entsprechend der Kanalform für das wärmeaustauschende Medium, gefüllt. Eine inerte Dämpfungsschicht 8, z. B. Polystyrolschaum oder -schnüre, befindet sich zwischen der Sprengmittelschicht 9 und der Platte 2, um eine Beschädigung der Plattenoberfläche zu vermeiden. Die Sprengmittelschicht 9 wird gleichzeitig entlang einer Kante mit Hilfe eines Linienwellengenerators 10 üblicher Art, wie er in der USA.-Patentschrift 2 943 571 beschrieben ist, gezündet, welcher seinerseits durch einen elektrischen Zünder 11 mit Anschlußleitungen 12 betätigt wird. Die gesamte Anordnung ruht auf einem Fundament 4, beispielsweise aus Stahl. In analoger Weise geschieht in einem zweiten Plattierungsvorgang das Verbinden der Platte 1 mit den Abstandhaltern 3.In Fig. 1, the parallel plates 1 and 2 are separated and held in a parallel position by the rigid spacers 3, which in this case are C-shaped. The plate 2 is separated from the spacers 3 by a small distance 5 by means of tin particles 6. In the channels, as they are formed by the spacers, non-deformable material 7, for. B. cold-rolled steel, according to the channel shape for the heat exchanging medium, filled. An inert damping layer 8, e.g. B. polystyrene foam or cords, is located between the explosive layer 9 and the plate 2 in order to avoid damage to the plate surface. The explosive layer 9 is detonated at the same time along one edge with the aid of a line wave generator 10 of the usual type, as described in US Pat. No. 2,943,571, which in turn is actuated by an electric detonator 11 with connecting leads 12. The entire arrangement rests on a foundation 4, for example made of steel. In an analogous manner, the plate 1 is connected to the spacers 3 in a second plating process.

In Fig. 2 sind die Platten 1 und 2 durch Abstandhalter in Form von Z-Träger, in F i g. 3 durch Doppel-T-Träger, in F i g. 4 durch einen abgewinkelten, endlosen Abstandhalter mit schräger Stellung der sich von Platte 1 zu Platte 2 erstreckenden Stege und in F i g. 5 durch C-Träger Rücken an Rücken getrennt.In Fig. 2, the plates 1 and 2 are spaced apart in the form of a Z-beam, in FIG. 3 by double T-beams, in F i g. 4 through an angled, endless spacer with inclined position of the webs extending from plate 1 to plate 2 and in FIG. 5 separated back to back by C-beams.

Das wesentlichste Charakteristikum der erfindungsgemäß hergestellten Wärmeaustauscherelemente liegt in der Art der Metallbindung, durch die die Abstandhalter 3 an den Platten 1 und 2 befestigt werden. Diese Bindung ist eine ununterbrochene Metall-Metall-Bindung, die sich gleichmäßig über alle Punkte erstreckt, durch die die Abstandhalter mit jeder der Platten verbunden sind, wie eindeutig aus F i g. 6, beispielsweise durch die beliebig angedeuteten Stellen 13, hervorgeht. Das steht im Gegensatz zu den üblichen Wärmeaustauscherelementen, bei denen die verschiedenen Elemente durch Löten oder Schweißen verbunden sind. Auf diese Weise werden die Elemente entlang einer geraden Naht 14 (F i g. 6) verschweißt. Die Verbindung, mit der die Abstandhalter 3 an den Platten 1, 2 nach der Erfindung befestigt werden, ist beträchtlich fester als jede andere Verbindung, die man durch übliche Lot- oder ίο Schweißverfahren erhalten kann.The most essential characteristic of the heat exchanger elements produced according to the invention lies in the manner of the metal bond by which the spacers 3 are attached to the plates 1 and 2. This bond is an unbroken metal-to-metal bond that extends evenly across everyone Points by which the spacers are connected to each of the plates, as clearly shown F i g. 6, for example by the arbitrarily indicated points 13, emerges. That is the opposite to the usual heat exchanger elements, in which the various elements are soldered or Welding are connected. In this way, the elements are joined along a straight seam 14 (Fig. 6) welded. The connection with which the spacers 3 are attached to the plates 1, 2 according to the invention is considerably stronger than any other connection made by conventional solder or ίο welding process can get.

Claims

Claim:

Application of the method for the production of multilayer metal bodies with the help a detonating explosive device, the metal bodies to be connected at a distance at least 0.025 mm apart, the detonation speed at least 1200 m / sec, but less than 120% of the speed of sound of the metal in the System with the highest speed of sound is, the explosive is to be connected over the Area extends and either directly on one of the metal bodies to be connected or is arranged in a known manner over a buffer layer and the disintegrant is ignited at one or more points at the same time or at one or more edges at the same time, according to patent application P 26488 Ib / 491 (German Auslegeschrift 1229 821) on the production of heat exchanger elements, the two plates (1, 2), which form channels for the heat-exchanging medium through to the Plates (1, 2) perpendicular or inclined spacers (3) are connected to one another, wherein the two plates (1, 2) and the spacers (3) represent the metal bodies to be connected, the channels formed by the spacers (3) and plates (1, 2) for the plating of explosives filled with a non-deformable material (7) and for connecting each plate (1, 2) to the spacers (3) a plating process takes place.

Considered publications:
French Patent No. 1156,268;
British Patent No. 668,349.

1 sheet of drawings