DE19548594A1 - Dreidimensionale Wärmetauscher großer innerer Oberfläche mit einer Lackierung sowie Verfahren und Vorrichtung zum Lackieren der Wärmetauscher - Google Patents
Dreidimensionale Wärmetauscher großer innerer Oberfläche mit einer Lackierung sowie Verfahren und Vorrichtung zum Lackieren der WärmetauscherInfo
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Description
Die Erfindung betrifft dreidimensionale Wärmetauscher großer
innerer Oberfläche und offener Struktur, die mindestens eine
Lackierung mindestens eines Teils der inneren Oberfläche
aufweisen sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Lackierung der Wärmetauscher.
Wärmetauscher, die von einem Medium durchströmt und von einem
anderen Medium umströmt werden, haben einen um so besseren
Wirkungsgrad, je größer ihre Tauscheroberfläche ist. Eine
starke Vergrößerung der inneren Oberfläche bei gleichen
äußeren Ausmaßen führt dazu, daß die Durchgänge durch die
Tauscherstruktur immer enger werden. Dies gilt insbesondere
für Wärmetauscher mit Lamellenkörpern, wie sie bei Kühlern
und Verdampfern, insbesondere Verdampfern von Klimaanlagen
für Kraftfahrzeuge, vorgesehen sind. Die Oberflächenstruktur
von Wärmetauschern weist in der Regel eine Lackierung auf,
die einerseits dazu dient, eine glatte Oberfläche zu schaf
fen, andererseits dazu, Korrosionen zu vermeiden. Verdampfer
für Klimaanlagen sind im Betrieb ständig mit Kondenswasser
benetzt, weshalb besondere Maßnahmen zur Korrosionsverhütung
vorgesehen werden. Bei Verdampfern aus Aluminium wird die
Aluminiumoberfläche vor einer Lackierung chromatiert, d. h.
chemisch gebeizt bzw. oxidiert, um eine Passivierung der
Oberfläche zu erhalten. Diese Passivierung ist mit einer
gewissen Aufrauhung der Aluminiumoberfläche verbunden,
weshalb eine nachträgliche Lackierung der Oberfläche er
wünscht ist. Die Lackierung soll ein gutes Abtropfen von
Kondenswasser ermöglichen und dadurch ein Wachstum von
Mikroorganismen auf den Tauscherflächen vermeiden. Die
Lackierung wird normalerweise durch Tauchen im wesentlichen
der gesamten Wärmetauscher in ein Lackbad vorgenommen. Da
nach dem Herausnehmen der Wärmetauscher aus dem Lackbad je
nach Dichte der Oberflächenstruktur erhebliche Mengen von
Lack in der Oberflächenstruktur, insbesondere Lamellen
struktur verbleiben, reicht ein einfaches Abtropfenlassen
nicht aus. Nach einer bestimmten Standzeit werden restliche
Lackmengen durch Ausblasen der Tauscher entfernt. Nachteilig
ist, daß die verbleibende Lackschicht in der Regel zu dick
und ungleichmäßig ist und daß Engstellen innerhalb der
Lamellenstruktur zum Teil völlig verstopft sind und nach dem
Einbrennen des Lacks verstopft bleiben. Solche Verstopfungen
und der zu dicke und ungleichmäßige Lackauftrag verursachen
einen schlechten Wirkungsgrad des Austauschers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteil zu
vermeiden und die Lackierung so zu gestalten, daß ein guter
Wirkungsgrad bei guten Abtropfeigenschaften erreicht wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht
dicke der Lackierung auf der gesamten beschichteten Ober
fläche im wesentlichen gleichmäßig ist und die innere Ober
fläche des Wärmetauschers frei von durch Lack verstopften
Zwischenräumen ist. Dies ist erhältlich durch ein Aus
schleudern des Lacks aus dem Wärmetauscher. Wie nachfolgend
beschrieben wird, ist es erfindungsgemäß möglich, die
Schichtdicke in vorbestimmter Größe genau einzustellen und
über die gesamte Tauscheroberfläche einzuhalten. Es sind
Schichtdicken von kleiner 5 µm bis herunter zu 0,1 µm mög
lich, je nach den Anforderungen. Wenn erwünscht, können
jedoch auch wesentlich größere Schichtdicken vorgesehen sein.
Dabei ist die Schichtdicke unabhängig von ihrer absoluten
Dicke gleichbleibend über die gesamte lackierte Tauscherober
fläche.
Als Wärmetauscher mit großer innerer Oberfläche kommen
insbesondere Kühler und Verdampfer in Frage, wobei die
Erfindung für Verdampfer für Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge
von besonderer Bedeutung ist, da diese eine hohe Leistung
erbringen müssen und im Betrieb ständig durch Kondenswasser
feucht gehalten werden. Die Wärmetauscher besitzen normaler
weise eine metallische Oberfläche aus einem gut leitenden
Metall, wie Kupfer oder Aluminium. Bei Aluminiumoberflächen
ist eine Chromatierung aus den oben erwähnten Gründen bevor
zugt. Die Lackierung ist normalerweise eine Einbrenn
lackierung, insbesondere eine solche aus einem Polyurethan
lack. Auch andere Tauchlacke, insbesondere solche auf Wasser
basis sind erfindungsgemäß vorgesehen.
Die Schichtdicke der Lackierung kann in weiten Grenzen
variieren und liegt normalerweise im Bereich von 0,1 bis 100
µm, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 50 µm. Die Abweichung
von der mittleren Schichtdicke ist erfindungsgemäß sehr
gering. Sie liegt in der Regel unter ±50% und ist normaler
weise kleiner ±20%. In der Regel reicht eine Schichtdicken
abweichung im Bereich von ±5 bis 10% aus. Wenn erwünscht,
kann jedoch die Abweichung auch kleiner gehalten werden. Im
Gegensatz dazu, liegt die Schichtdickenabweichung beim
Ausblasen von Lack weit über ±100%.
Wärmetauscher großer innerer Oberfläche haben normalerweise
eine spezifische Oberfläche im Bereich von 0,5 bis 5 m²/dm³,
insbesondere von 1 bis 3 m²/dm³. Verdampfer von Klimaanlagen
für Kraftfahrzeuge sind gewöhnlich Röhrenverdampfer, wobei
die Röhren schlangenlinienartig verlaufen und zur Ober
flächenvergrößerung durch eine Vielzahl von parallel angeord
neten Lamellen aus dünnem Metall miteinander verbunden sind.
Einen Verdampfertyp stellen die sogenannten Scheibenver
dampfer dar, bei denen scheibenförmige Hohlkörper von
Tauschermedium durchströmbar sind. Die Scheiben sind eben
falls durch eine Wabstruktur untereinander verbunden, wobei
die Waben in der Regel zickzackförmig verlaufen und ihrer
seits zur Verbesserung der Umströmung geschlitzt sind. Solche
Verdampfer für Klimaanlagen sind aus Platzgründen möglichst
klein. Sie haben normalerweise eine quaderförmige Form. Sie
sind in der Regel 280 bis 320 mm lang, 230 bis 240 mm breit
und 60 bis 75 mm tief. Je nach Fahrzeugtyp können sie jedoch
auch größer oder kleiner sein. Der lichte Abstand zwischen
inneren Oberflächenteilen der Wärmetauscher liegt zumindest
an engen Stellen unter 2 mm, insbesondere unter 1 mm. Er
kann, insbesondere bei geschlitzten Lamellen sogar im Bereich
von 0,2 bis 0,3 mm liegen. Solche feinen Öffnungen bilden bei
der erfindungsgemäßen Lackierung keine Probleme.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Lackieren
von Wärmetauschern großer innerer Oberfläche mit eng anein
ander liegenden Oberflächenteilen. Durch vollflächiges Be
schichten mindestens eines Teils der inneren Oberfläche mit
einem flüssigen Lack im Überschuß und anschließendes Ent
fernen von überschüssigem Lack. Dieses Verfahren ist dadurch
gekennzeichnet, daß überschüssiger Lack durch zentrifugieren
des Schleudern der Wärmetauscher entfernt wird und die
gewünschte Schichtdicke als Funktion der Zentrifugalkraft,
der Schleuderdauer und der Viskosität des Lacks eingestellt
wird.
Aus ökonomischen und ökologischen Gründen ist es wünschens
wert, Lacke mit möglichst hohem Festkörpergehalt zu verar
beiten. Während beim bisherigen Ausblasen bei Lacken mit
einem Festkörpergehalt von 14 Gew.-% schon erhebliche Probleme
auftraten, ist es jetzt möglich, den Festgehalt noch wesent
lich zu erhöhen. Es können Lacke mit einem Festkörpergehalt
bis 24 Gew.-% und darüber verarbeitet werden. Auch können
erfindungsgemäß Wasserlacke verarbeitet werden, d. h. Disper
sionslacke auf Wasserbasis, was bisher nicht möglich war. Die
Schleuderdauer kann beliebig sein. Aus wirtschaftlichen
Gründen ist man jedoch bestrebt, sie unterhalb 120 s zu
halten. Normalerweise wird mit einer Schleuderdauer von 20
bis 120 s, insbesondere 30 bis 60 s gearbeitet, wobei in
dieser Zeitdauer die Anfahrzeit und die Bremszeit der Schleu
der eingeschlossen sind. Die Zentrifugalkraft hängt von der
Größe der Schleuder, d. h. vom Abstand der Wärmetauscher von
der Schleuderachse sowie von der maximalen Drehzahl der
Schleuder ab. Dabei ist natürlich auch auf die Belastbarkeit
der Wärmetauscher Rücksicht zu nehmen. Schleudern mit einem
Schleuderdurchmesser von 700 bis 1000 mm und Drehzahlen bis
1000 U/min sind technisch ohne Probleme zu realisieren, wobei
die Größe, d. h. der Durchmesser der Schleuder auch von der
Größe der Wärmetauscher abhängt und von der Anzahl der
Tauscher, die gleichzeitig in der Schleuder untergebracht
werden sollen. Die Drehzahlen liegen normalerweise im Bereich
von 200 bis 1000 U/min, insbesondere im Bereich von 400 bis
800 U/min.
Die Wärmetauscher liegen vorzugsweise bereits in montage
fertigem Zustand vor, d. h. sie besitzen bereits montierte
Anschlüsse und falls vorgesehen, Ventile, insbesondere
Nadelventile. Das Schleudern der Wärmetauscher wird vorzugs
weise unmittelbar nach dem Entfernen der Tauscher aus dem
Bad, insbesondere Tauchbad, vorgenommen, ohne daß man dem
überschüssigen, nach dem Herausnehmen der Tauscher in ihm
verbleibenden Lack Zeit läßt, sich durch Abtropfen zu vermin
dern. Ein solches Abtropfen ist nicht erforderlich und aus
ökonomischen Gründen auch nicht sinnvoll, weil die Tauscher
aufgrund ihrer großen inneren Oberfläche und geringen lichten
Abstände innerhalb der Oberfläche große Mengen an Lack
zurückhalten. So kann das überschüssige Lackvolumen bei
Wärmeaustauschern der oben genannten Größe in der Größenord
nung von einem Liter liegen, d. h. etwa 1/5 bis 1/6 des
Gesamtvolumen des Tauscherkörpers betragen.
Erfindungsgemäß ist es möglich, Teillackierungen der montage
fertigen Wärmetauscher vorzunehmen, wobei nicht zu lackieren
de Stellen während der Beschichtung mit Lack und der Be
seitigung von überschüssigem Lack, frei von Lack gehalten
werden. Dies ist deshalb erwünscht, weil insbesondere die
Anschlüsse und ggf. die Ventilkörper nicht lackiert werden
sollen. Erfindungsgemäß kann ein solches Freihalten an nicht
zu lackierenden Stellen ohne besondere Schutzeinrichtungen
lediglich durch räumliche Anordnung und Ausrichtung der
Wärmetauscher während des Lackierens und Schleuderns erreicht
werden. Dies ist möglich, in dem die nicht zu lackierenden
Stellen beim Lackieren oben und beim Schleudern oben und/oder
innen gehalten werden. Besondere Schutzmaßnahmen für die
nicht zu lackierenden Stellen entfallen dadurch. Beim Be
schichten der Wärmetauscher durch Tauchlackieren kann die
Einstelltiefe durch verstellbare Anschläge eingestellt
werden, insbesondere durch einen im Tauchbad höhenverstellbar
angeordneten Boden.
Quaderförmige Wärmetauscher werden vorzugsweise im wesent
lichen in vertikaler Lage geschleudert. Dies erlaubt eine
gute Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes. Die
Wärmetauscher werden vorzugsweise zum Zentrifugieren in
vormontierte Halterungen der Schleuder eingesetzt, wobei die
Wärmetauscher durch gleichzeitige Abstützung an mehreren
Stellen vorzugsweise ortsfest gehalten werden, d. h. sich
während des Schleuderns relativ zur Schleuderachse nicht
bewegen. Gegen die Zentrifugalbeschleunigung empfindliche
Teile der Wärmetauscher, wie beispielsweise abragende Ventil
körper, können gesondert abgestützt werden. Erfindungsgemäß
ist mit Vorteil eine Mehrfachbeschichtung vorgesehen. Hierbei
wird vorzugsweise zunächst eine im wesentlichen Vollackierung
der Wärmetauscher mit einer dünnen Beschichtung und an
schließend eine Teillackierung der Wärmetauscher an kor
rosionsgefährdeten Oberflächenbereichen in dickerer Schicht
vorgenommen. Bei einer solchen Mehrfachlackierung wird mit
besonderem Vorteil die nachfolgende Lackierung ohne besondere
Zwischentrocknung der zuvor aufgebrachten und von überschüs
sigem Lack befreiten zuvor aufgebrachten Lackschicht vorge
nommen. Dies ist dadurch möglich, daß die erste dünne Lack
schicht so dünn geschleudert werden kann, daß sie sich
trocken anfühlt und der Wärmetauscher ohne Zwischentrocknung
gehandhabt werden kann. Dadurch daß die erste Lackschicht an
den mit einer weiteren Lackschicht zu versehenden Ober
flächenteilen noch nicht ausgetrocknet ist, findet eine gute
Benetzung dieser Teilflächen mit dem zweiten in der Regel
höher viskosen Lack statt und ebenso eine gute Verbindung
zwischen den beiden Lackschichten.
Überschüssiger Lack wird in der Regel nach außen gegen eine
feststehende Zentrifugenwand geschleudert und fließt an
dieser nach unten ab, wo er aufgefangen und ggf. in einen
Vorratsbehälter zurückgeführt wird. Es ist auch möglich, mit
den Wärmetauschern mit laufende mit den Halterungen verbundene
Auffangeinrichtungen, insbesondere Auffangbleche, für den
Lack vorzusehen, die den abgeschleuderten Lack nach unten
führen, so daß er nur im unteren Bereich der Zentrifuge
abgeschleudert wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung
des Lackierungsverfahrens. Diese Vorrichtung ist gekennzeich
net durch eine um eine Schleuderachse drehbare Schleuder mit
Halterungen für die frischlackierten Wärmetauscher. Die
Schleuderachse steht vorzugsweise senkrecht. Die Halterungen
sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie eine ortsfeste
Lagerung der Wärmetauscher relativ zur Schleuderachse ermög
lichen. Es kann ein Drehgestell vorgesehen sein, in dem
mehrere, vorzugsweise 4 bis 10, insbesondere 6 bis 8
Halterungen montiert sind. Die Schleuder kann von einem
feststehenden Gehäuse umgeben sein, das mit einem verschließ
baren Deckel versehen ist. Vorzugsweise ist der Schleuder
mindestens ein Tauchbehälter für die Aufnahme von Lack
zugeordnet, der Teil der Vorrichtung ist und unmittelbar
neben der Schleuder angeordnet ist. Dadurch können uner
wünschte Wegstrecken zwischen Tauchbehälter und Schleuder
vermieden werden.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Lackierstation gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Anordnung von Verdampfern in der Lackier
station nach im wesentlichen vollständigem
Lackieren,
Fig. 3 eine Anordnung von Verdampfern in der Lackier
station nach einer Teillackierung und die
Fig. 4 und 5
Teile von Verdampfern von Klimaanlagen für
Kraftfahrzeuge.
Bei der in der Zeichnung in Fig. 1 dargestellten Ausführungs
form der Erfindung weist eine Lackierstation 1 in einem
verschließbaren Gehäuse 2, einen oder mehrere mit Lack auf
füllbare Tauchbehälter 3, eine Schleuder 4 sowie einen
unterhalb des Gehäuses 2 angeordneten Sammelbehälter 5 für
ausgeschleuderten Lack auf. Der Gehäuseboden 6 verläuft
schräg nach unten in Richtung zum Sammelbehälter 5 und weist
über dem Sammelbehälter eine Austrittsöffnung 7 auf. Die
Schleuder 4 ist als Zentrifuge mit vertikaler Drehachse 8
ausgebildet. Die Schleuder 4 weist einen Drehteller 9 auf,
der auf einer Antriebswelle 10 gelagert ist, die abdichtend
durch den Gehäuseboden 6 geführt ist. Als Antrieb für die
Schleuder ist ein Elektromotor 11 vorgesehen, der unterhalb
des Gehäuses 2 an diesem befestigt und über ein Winkelge
triebe 12 mit der Antriebswelle 10 verbunden ist. Auf dem
Drehteller 9 sind sieben Halterungen 13 in einem Abstand von
350 bis 400 mm von der Drehachse 8 montiert, die eine orts
feste Lagerung von Verdampfern von Klimaanlagen von Kraft
fahrzeugen ermöglichen. Die Halterungen 13 sind an ihrer
Oberseite durch einen umlaufenden Verbundring miteinander
verbunden und gegen die Einwirkung von Fliehkräften stabili
siert. Ein Gehäusedeckel 15 ist durch nicht dargestellte
hydraulische Gestänge öffenbar und schließbar und dichtet die
Lackierstation während des Schleudervorganges nach oben ab.
Das Gehäuse 2 ist durch eine Trennwand 16 in einen Raum für
den Tauchbehälter 3 und einen Raum für die Schleuder 4
getrennt, wobei die Trennwand in einem Abstand über dem Boden
6 endet, um ein Durchfließen von ausgeschleudertem Lack zum
Sammelbehälter 5 zu ermöglichen. Der Sammelbehälter 5 ist auf
Rädern 17 gelagert und unter dem Gehäuse 2 herausfahrbar. Es
kann weiterhin eine in der Zeichnung nicht dargestellte, mit
einer Flüssigkeitspumpe und einem Filter ausgerüstete Rück
führeinrichtung zum Rückführen von gesammeltem Lack in dem
Tauchbehälter 3 vorgesehen sein.
Zum Lackieren werden Verdampfer 18 mit einer Größe von 240 ×
300 × 65 mm (siehe Fig. 2 und 3) für Klimaanlagen von Kraft
fahrzeugen in fertig montierbarem Zustand, d. h. mit Zu
leitungen 19 und Ventil 20, in den Tauchbehälter 3 bei
geöffnetem Gehäusedeckel 15 in den Lack eingetaucht, wobei
ein höhenverstellbarer Zwischenboden 21 in der Höhe so
eingestellt ist, daß der Lamellenkörper 22 des Verdampfers 18
vollständig in den Lack eingetaucht wird, Teile der Zu
leitungen 19 und der Ventilkörper 20 jedoch nicht mit dem
Lack benetzt werden. Der Lack hat einen Festkörpergehalt von
14 Gew.-% und eine Viskosität von 50 bis 70 s bei einem
Auslaufbecher mit einem Auslaufdurchmesser von 2 mm. Beim
Herausnehmen der Verdampfer fließt ein Großteil des vom
Lamellenkörper 22 aufgenommenen Lacks ab. Pro Verdampfer
bleibt jedoch ein Lackvolumen von ca. einem Liter an über
schüssigem Lack zwischen den Lamellen hängen. In diesem
Zustand werden die Verdampfer in die Halterungen 13 der
Schleuder 4 eingesetzt, wobei die Halterungen 13 die in Fig.
3 dargestellte Anordnung besitzen. Diese Anordnung erlaubt
eine Halterung der Verdampfer 18 in vertikaler Lage entlang
des Außenrandes des Drehtellers 9 in einer Weise, in der die
Durchgangsöffnungen zwischen den Lamellen des Lamellenkörpers
22 radial verlaufen. Dadurch kann Lack beim Ingangsetzen der
Schleuder und Drehen des Drehtellers wirksam aus den Lamel
lenkörpern austreten. Die Ventilkörper 20, die von den
Zuleitungen 19 gehalten werden, befinden sich bei dieser
Anordnung in einem geringeren radialen Abstand von der
Drehachse 8, so daß auf den Ventilkörper geringere Zentri
fugalkräfte wirken als auf den Lamellenkörper. Wenn nötig,
können die Halterungen 13 zusätzlich Abstützelemente für den
Ventilkörper 20 aufweisen, um ein Verbiegen der Zuleitungen
19 während des Zentrifugierens zu verhindern. Während des
Schleudervorganges fließt überschüssiger Restlack zwischen
den Lamellen des Lamellenkörpers 22 radial nach außen, wobei
die Zentrifugalkräfte mit größer werdendem radialem Abstand
zur Drehachse größer werden. Dadurch wird ein wirksames
Abschleudern von überschüssigem Lack aus dem Lamellenkörper
ermöglicht und gleichzeitig verhindert, daß sich durch
Lackansammlung eine größere Schichtdicke an der Austritts
stelle des Lackes bildet als an den radial weiter innen
gelegenen Seiten der Lamellen.
Der mittlere radiale Abstand der Lamellenkörper 22 von der
Drehachse beträgt bei der dargestellten Ausführungsform ca.
0,35 bis 0,40 m. Die Drehzahl, mit der die Schleuder ar
beitet, läßt sich bis zu einer maximalen Drehzahl von
600 U/min einstellen. Durch Variation der Drehzahl und Ein
stellen der Schleuderdauer läßt sich überschüssiger Lack bis
Erreichen einer gewünschten Schichtdicke des Lackes aus
schleudern. Bei der vorbeschriebenen Voll-Lackierung liegt
die Schichtdicke vorzugsweise bei 0,5 µm ± 10%. Die lackier
ten Lamellen des Lamellenkörpers fühlen sich bei dieser
geringen Schichtdicke trocken an. Dadurch ist es möglich, die
Verdampfer unmittelbar nach dem Herausnehmen aus der Schleu
der einem zweiten Lackierungsvorgang zu unterwerfen, der nur
eine Teillackierung der Teile des Lamellenkörpers zum Gegen
stand hat, die besonders korrosionsgefährdet sind. Dies sind
in der Einbaulage im Kraftfahrzeug die Stellen des Ver
dampfers, die zeitlich am längsten mit Kondenswasser benetzt
sind. Die entsprechende mit einer zweiten Lackschicht zu
versehende Seite 23 der Verdampfer 18 ist in Fig. 3 gezeigt.
Zur zweiten Lackierung werden die Verdampfer 18 in eine
zweite Lackierstation umgesetzt, die im wesentlichen gleich
aufgebaut ist wie die erste Lackierstation 1. Der Lack im
Tauchbehälter 3 besitzt mit 24% einen höheren Festkörperge
halt als beim ersten Lackiervorgang und damit auch eine
höhere Viskosität. Der Zwischenboden 21 ist im Tauchbehälter
3 höher gesetzt, so daß nur die mit der zweiten Lackschicht
zu versehenen Stellen der Verdampfer 18 mit Lack benetzt
werden.
Bei der zweiten Lackierstation besitzen die Halterungen 18
eine Anordnung, die wiederum ein vertikales Festlegen der
Verdampfer 18 ermöglichen, wobei jedoch die mit der zweiten
Lackschicht versehenen Seiten 23 der Verdampfer 18 radial am
entferntesten von der Drehachse 8 zu liegen kommen, d. h. die
gesamten Verdampferkörper im wesentlichen radial ausgerichtet
sind. Dadurch werden auf die mit der zweiten Lackierung ver
sehenen Seiten 23 der Verdampfer 18 die größten Zentrifugal
kräfte ausgeübt. Gleichzeitig wird durch weiter innenliegende
Anordnung der nicht mit der zweiten Lackschicht zu versehenen
Flächen der Verdampfer 18 vermieden, daß diese versehentlich
mit Lack benetzt werden. Je nach Aufbau der Verdampfer sind
auch andere Anordnungen auf dem Drehteller möglich. Im vor
liegenden Fall sind sieben Verdampfer auf dem Drehteller an
geordnet. Je nach Größe des Drehtellers und Größe der Ver
dampfer können es auch mehr oder weniger sein. Auf jeden Fall
sollte auf eine gleichmäßige Anordnung der Verdampfer rund um
die Drehachse geachtet werden, damit der Drehteller zumindest
im wesentlichen ausgewuchtet ist. Kleinere Unwuchten können
durch die selbstauswuchtende Lagerung der Antriebswelle 10
ausgeglichen werden.
Wie oben bereits erwähnt, ist der Lack für die zweite Lackie
rung viskoser eingestellt als für die erste Lackierung. Er
kann auch anders zusammengesetzt sein. Die Schichtdicke kann
aber auch durch entsprechende Einstellung der Schleuderdauer
und Drehzahl vorbestimmt werden. Sie beträgt im Normalfall
25 µm ± 5%.
Die erfindungsgemäß lackierten Verdampfer besitzen sehr gute
Ablaufeigenschaften für Kondenswasser. Dies ist auf die
gleichmäßige Beschichtung der Metalloberfläche der Verdampfer
zurückzuführen. Infolge der geringen Schichtdicke der Lackie
rung findet ein effektiver Wärmeaustausch im Gebrauch statt.
Dadurch, daß die Schichtdicke der Lackierung sehr gleichmäßig
ist und eine Verengung oder Verstopfung der Zwischenräume
zwischen den Lamellen durch den effektiven Austrag von Rest
lack vermieden ist, besitzen die erfindungsgemäß lackierten
Verdampfer einen geringen Strömungswiderstand. Dabei bietet
die dünne Lackschicht auch bei einer vorangegangenen Chroma
tierung von Verdampfern aus Aluminium eine gute Oberflächen
glättung, wodurch eine unerwünschte Anlagerung von Partikeln
oder ein Pilzbewuchs der Verdampferoberfläche wirksam ver
mieden werden.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform handelt es
sich um einen sogenannten Scheibenverdampfer 18′. Mehrere
parallele Scheiben 24 aus Aluminium sind als doppelwandige
Hohlkörper ausgebildet und mit Tauschermedium durchströmbar.
Die einzelnen Scheiben 24 sind über nicht dargestellte
Querleitungen kommunizierend miteinander verbunden. Zur
Vergrößerung der Verdampferoberfläche ist zwischen den
Scheiben 24 eine Vielzahl von Lamellen 25 aus dünnem Alu
miniumblech angeordnet, die zickzackförmig verlaufen und
wärmeleitend mit den Scheiben verbunden sind und den Lamel
lenkörper 22 bilden. Die Lamellen 25 haben eine Wandstärke
von ca. 0,2 mm. Aus den Lamellen sind Laschen 26 ausgestanzt
und aus der Ebene der Lamellen 25 abgebogen, so daß schlitz
förmige Spalte 127 mit einer Weite von ca. 0,5 mm gebildet
sind. Die Scheiben 24 und die dazwischen angeordneten Lamel
len 25 sind zur Erhöhung ihrer Korrosionsbeständigkeit
chromatiert und zusätzlich in erfindungsgemäßer Weise über
die gesamte Tauscheroberfläche mit einer dünnen Lackschicht
27 aus einem Polyurethan-Einbrennlack versehen. Die Dicke der
Lackschicht beträgt 5 µm ± 10%. Dadurch ist gewährleistet,
daß die Zwischenräume zwischen den Lamellen und die von den
Laschen gebildeten Schlitze 27 vollständig offen sind. Durch
die geringe und gleichmäßige Schichtdicke des Lacks wird ein
guter Wärmetausch zwischen dem Verdampfer 18′ und der zur
kühlenden Luft der Klimaanlage gewährleistet.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 zeigt einen Röhrenverdampfer
18′′. Ein Paket aus einer Vielzahl von parallelen Lamellen
aus Aluminium ist von schlangenförmig gebogenen Verdampfer
rohren 29 unter wärmeleitender Verbindung durchdrungen. Der
lichte Abstand zwischen den Lamellen 28 liegt bei 1 bis 2 mm.
Die Oberfläche der Rohre und der Lamellen ist wie beim
Verdampfer nach Fig. 4 chromatiert und mit einer Lackierung
27 versehen.
Claims (29)
1. Dreidimensionale Wärmetauscher (18) großer innerer
Oberfläche und offener Struktur, die mindestens eine
Lackierung (27) mindestens eines Teils der inneren
Oberfläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schichtdicke der Lackierung (27) auf der gesamten be
schichteten Oberfläche im wesentlichen gleichmäßig ist
und die innere Oberfläche frei von durch Lack ver
stopften Zwischenräumen ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß er eine metallische Oberfläche, insbesondere eine
solche aus chromatiertem Aluminium, aufweist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lackierung (27) eine Einbrennlackie
rung ist.
4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Lackie
rung (27) im Bereich von 0,1-100 µm, insbesondere im
Bereich von 0,5-50 µm, liegt.
5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdickenabweichung
von der mittleren Schichtdicke (27) kleiner ±50%,
vorzugsweise kleiner 120%, insbesondere im Bereich von
5-10%, liegt.
6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er eine innere Oberfläche
im Bereich von 0,5-5 m²/dm³, vorzugsweise 1-3 m²/dm³,
besitzt und eine insbesondere eine Lamellenstruktur (22)
aufweist.
7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite zwischen zu
umströmenden Teilen innerhalb des Wärmetauschers zu
mindest an engen Stellen kleiner 1 mm, insbesondere
kleiner 0,3 mm, ist.
8. Verfahren zum Lackieren von Wärmetauschern großer
innerer Oberfläche mit eng aneinander liegenden Ober
flächenteilen durch vollflächiges Beschichten mindestens
eines Teils der inneren Oberfläche mit einem flüssigen
Lack im Überschuß und anschließendes Entfernen von
überschüssigem Lack, dadurch gekennzeichnet, daß über
schüssiger Lack durch zentrifugierendes Schleudern der
Wärmetauscher entfernt wird und die gewünschte Schicht
dicke als Funktion der Drehzahl, der Schleuderdauer und
der Viskosität des Lackes eingestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
Wärmetauscher eingesetzt werden, deren zu lackierende
Oberflächenteile aus Metall, insbesondere im wesent
lichen aus Aluminium, bestehen und vorzugsweise chroma
tiert sind.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Wärmetauscher in montagefertigem Zustand
lackiert werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher nach dem vorzugs
weise durch Tauchen erfolgenden Beschichten im wesent
lichen geschleudert werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Oberfläche der
Wärmetauscher lackiert wird und die nicht zu lackieren
den Stellen während der Beschichtung und Beseitigung von
überschüssigem Lack frei von Lack gehalten werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
das Freihalten ohne besondere Schutzeinrichtungen
lediglich durch räumliche Anordnung und Ausrichtung der
Wärmetauscher während des Lackierens und Schleuderns
erzielt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Beschichten durch mindestens
teilweises Eintauchen in ein Lackbad vorgenommen wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher um eine vertikale
Achse geschleudert werden, von vorzugsweise mehrere
Wärmetauscher um die Schleuderachse angeordnet sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher im wesentlichen
quaderförmig ausgebildet sind und im wesentlichen in
vertikaler Lage geschleudert werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher zum Zentrifugieren
in vormontierte Halterungen einer Schleuder eingesetzt
werden, wobei gegen die Zentrifugationsbeschleunigung
empfindliche Partien der Wärmetauscher vorzugsweise
besonders abgestützt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher während des
Schleuderns relativ zur Schleuderachse ortsfest in
Haltrungen gehalten werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Mehrfach-Beschichtung eine
anschließende, vorzugsweise teilflächige Lackierung ohne
besondere Zwischentrocknung der zuvor aufgebrachten
Lackschicht vorgenommen wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher zunächst im
wesentlichen vollflächig mit einer dünnen Lackschicht
überzogen und anschließend korrosionsgefährdete Oberflä
chenteile mit mindestens einer weiteren dickeren Lack
schicht beschichtet werden.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher in einer Zentrifu
ge mit feststehender Außenwandung zentrifugiert werden
und vorzugsweise einzelne, den jeweiligen Wärmetauschern
gesondert zugeordnete Lackauffangeinrichtungen mitbewegt
werden.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schleudervorgang zumindest bei
einer ersten dünnschichtigen Lackierung so lange durch
geführt wird, bis sich die Lackschicht im wesentlichen
trocken anfühlt.
23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 8 bis 22, gekennzeichnet durch eine um
eine Schleuderachse (8) drehbare Schleuder (4) mit
Halterungen (13) für die frisch lackierten Wärmetauscher
(18).
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schleuderachse (8) senkrecht steht.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halterungen (13) zur ortsfesten
Lagerung der Wärmetauscher (18) relativ zur Schleuder
achse (8) ausgebildet sind.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die Halterungen (13) auf einem
Drehgestell (9) montiert sind.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß die Halterungen (13) Stützeinrich
tungen zur zentrifugalen Abstützung von gegen die
Zentrifugalkraft empfindlichen Bauteilen (20) aufweisen.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß Halterungen (13), insbesondere das
Gestell (9), in einem fest stehenden Gehäuse (2) mit
verschließbarem Deckel (15) gelagert sind, das im
Bodenbereich (6) vorzugsweise Lackablaufeinrichtungen
(7).
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schleuder (4) mindestens ein
Tauchbehälter (3) für die Aufnahme von Lack zugeordnet
ist.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29521038U DE29521038U1 (de) | 1995-12-23 | 1995-12-23 | Dreidimensionale Wärmetauscher großer innerer Oberfläche mit einer Lackierung sowie Vorrichtung zum Lackieren der Wärmetauscher |
DE1995148594 DE19548594A1 (de) | 1995-12-23 | 1995-12-23 | Dreidimensionale Wärmetauscher großer innerer Oberfläche mit einer Lackierung sowie Verfahren und Vorrichtung zum Lackieren der Wärmetauscher |
ES96120590T ES2160204T3 (es) | 1995-12-23 | 1996-12-20 | Procedimiento y dispositivo para el tratamiento de cambiadores de calor de gran superficie interior. |
DE59609185T DE59609185D1 (de) | 1995-12-23 | 1996-12-20 | Dreidimensionale Wärmetauscher grosser innerer Oberfläche mit einer Lackierung sowie Verfahren und Vorrichtung zum Lackieren der Wärmetauscher |
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ES96120589T ES2174020T3 (es) | 1995-12-23 | 1996-12-20 | Intercambiadores de calor tridimensionales de gran superficie interiorcon un barnizado, y procedimiento y dispositivo para barnizar los intercambiadores de calor. |
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