DE19814050A1 - Geschichteter Wärmetauscher - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen geschichteten bzw. mehrschichtigen Wärme
tauscher, der durch abwechselnde schichtenweise Anordnung von Rohrelementen
und Rippen bzw. Lamellen hergestellt wird, wobei eine Korrosion von Kanalplatten,
die an beiden Enden in Richtung der Schichtung vorgesehen sind, verhindert werden
soll. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Wärmetauscher gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Mehrschichtige Wärmetauscher nach dem Stand der Technik werden durch abwech
selnde schichtenweise Anordnung von Rohrelementen, die jeweils durch Verbinden
eines Paares gegenüberliegender Formplatten gebildet werden, deren Hauptbestand
teil Aluminium ist, und Rippen hergestellt. Zum Beispiel sind, wie in der JP-A-H7-
294 175 offenbart, Rohrelemente mit jeweils zwei Tanks, die an einer Seite vorgese
hen sind, und einem U-förmigen Kanal, der die beiden Tanks verbindet, abwechselnd
schichtenförmig mit Rippen in einer Mehrzahl von Ebenen angeordnet, wobei Tanks
in benachbarten Rohrelementen zur Bildung von zwei Tankgruppen verbunden sind,
die sich in Richtung der Schichtung erstrecken, wobei eine der Tankgruppen unge
fähr in der Mitte unterteilt ist, um in einen ersten Verbindungsbereich und einen zwei
ten Verbindungsbereich geteilt zu werden, und die anderen Tankgruppe durchge
hend ohne Unterteilung verbunden ist, und wobei eine Einlaß/Auslaßkanalplatte mit
einem Einlaßabschnitt durch welchen ein Wärmeaustauschmedium einströmt, und ei
nem Auslaßabschnitt, durch welchen das Wärmeaustauschmedium aus strömt, an eine
flache Platte, die das äußerste Rohrelement in Richtung der Schichtung darstellt, an
dem Endabschnitt des zweiten Verbindungsbereichs in Richtung der Schichtung ge
bunden ist.
Hierbei steht der Einlaßabschnitt mit dem ersten Verbindungsbereich über ein Verbin
dungsrohr in Verbindung, während der zweite Verbindungsbereich mit dem Auslaß
abschnitt in Verbindung steht.
Ein mehrschichtiger Wärmetauscher, der wie zuvor beschrieben konstruiert bzw. auf
gebaut ist, wird durch Hartlöten in einem Ofen hergestellt, wobei eine flache Platte an
einem äußersten Rohrelement in Richtung der schichtenweisen Anordnung bzw.
Schichtung verwendet wird, eine Kanalbildungsplatte zum Ändern der Position des
Einlaßabschnitts und des Auslaßabschnitts an der Außenseite der flachen Platte befe
stigt wird und eine Spannvorrichtung oder dergleichen zum Festklemmen der ge
samten Anordnung verwendet wird. Während dieses Ofenhartlötens tritt eine Alumi
niumlegierung, wie #3003, die nicht mit dem Hartlötmaterial plattiert ist, in den Berei
chen auf, die mit der Spannvorrichtung in Kontakt stehen, wodurch ein Kontakt bzw.
eine (Löt-)Verbindung mit der Spannvorrichtung verhindert wird, die den mehr
schichtigen Wärmetauscher hält.
In einem mehrschichtigen Wärmetauscher, der durch Ofenhartlöten hergestellt wird,
wird das Hartlötmaterial nicht auf die Außenseite der flachen Platte (die auch als End
platte bezeichnet wird) des äußersten Rohrelements plattiert, mit welcher die Spann
vorrichtung, wie zuvor erklärt, in Kontakt kommt, so daß das Platten- bzw. Kern
material freiliegt, das zum Beispiel aus der Aluminiumlegierung #3003 besteht.
Zusätzlich liegt das Kernmaterial (wie die Aluminiumlegierung #3003), wie in dem
zuvor beschriebenen Beispiel, nach dem Stand der Technik auf ähnliche Weise an der
Außenseite der Einlaß/Auslaßkanalplatte frei.
Wenn die Aluminiumlegierung #3003, die das Basis- bzw. Kernmaterial bildet, auf
diese Weise direkt freiliegt, entsteht das Problem schlechter Korrosionsschutzeigen
schaften, da das Kernmaterial keine Korrosion eines Opfermetalls erfährt. Die allge
mein durchgeführten Lösungen des Problems umfassen die Verwendung einer Ober
fläche, die mit einem Hartlötmaterial (Aluminiumlegierung #4004) plattiert ist, die mit
der Spannvorrichtung in Kontakt kommt, um das Kernmaterial vor einer Korrosion zu
schützen, und die Vergrößerung der Dicke der Platte zur Verbesserung ihrer Korrosi
onsschutzeigenschaften. Wenn die mit dem Hartlötmaterial plattierte Oberfläche je
doch mit der Spannvorrichtung in Kontakt kommt, wie in dem vorangehenden Fall,
muß in dem Herstellungsvorgang ein Verfahren zu deren Trennung hinzugefügt wer
den, und die Vergrößerung der Plattendicke führt zu einem Preisanstieg und einer
Gewichtszunahme des mehrschichtigen Wärmetauschers.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mehrschichtigen Wär
metauscher zu schaffen, der verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften aufweist.
Eine wesentliche Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß eine Opfermetall
schicht an der flachen Platte und/oder der Einlaß/Auslaßkanalplatte bereitgestellt
wird, die an einem äußersten Ende in Richtung der schichtenweisen Anordnung bzw.
Schichtung vorgesehen ist.
Die obige Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher gemäß Anspruch 1 bzw. 2 ge
löst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Lösung der zuvor beschriebenen Aufgabe ist insbesondere bei dem mehrschich
tigen Wärmetauscher, der durch schichtenweise Anordnung von Rohrelementen, die
jeweils einen Kanal aufweisen, durch welchen Wärmeaustauschmedium zwischen
den Tanks strömt, abwechselnd mit Rippen über eine Mehrzahl von Ebenen gebildet
ist, wobei zumindest das Rohrelement an einem Ende in Richtung der schichtenwei
sen Anordnung mit einer flachen Platte versehen ist, gemäß der vorliegenden Erfin
dung an der äußeren Oberfläche der flachen Platte eine Opfermetallschicht vorgese
hen, deren Potential niederer als jenes des Kernmaterials ist.
Alternativ ist in dem mehrschichtigen Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfin
dung, der durch schichtenweise Anordnung von Rohrelementen, die jeweils einen
Kanal aufweisen, durch welchen Wärmeaustauschmedium zwischen den Tanks
strömt, abwechselnd mit Rippen über eine Mehrzahl von Ebenen gebildet ist, wobei
zumindest das Rohrelement an einem Ende in Richtung der schichtenweisen Anord
nung mit einer flachen Platte versehen ist und eine Einlaß/Auslaßkanalplatte zum Än
dern der Position des Einlaßteils und des Auslaßteils für das Wärmeaustauschmedium
an der flachen Platte vorgesehen ist, an der äußeren Oberfläche der Ein
laß/Auslaßkanalplatte eine Opfermetallschicht vorgesehen, deren Potential niederer
als jenes des Kernmaterials ist.
Da eine Opfermetallschicht, deren Potential niederer als jenes des Kernmaterials ist, an
den flachen Platten an den Rohrelementen an den Enden in Richtung der schichten
weisen Anordnung vorgesehen ist oder eine Opfermetallschicht, deren Potential nie
derer als jenes des Kernmaterials ist, an der Einlaß/Auslaßkanalplatte vorgesehen ist,
die an der flachen Platte befestigt ist, wird somit die Korrosion des Kernmaterials ver
hindert, wodurch die Korrosionsschutzeigenschaften verbessert werden.
Zusätzlich wird vorzugsweise eine Aluminiumlegierung der 1000-Gruppe, deren Po
tential niederer als jenes des Kernmaterials ist, oder eine Aluminiumlegierung der
7000-Gruppe, deren Potential ebenso niederer als jenes des Kernmaterials ist, zur Bil
dung der Opfermetallschicht verwendet. Ferner kann die Aluminiumlegierung #4004
als (Hart)Lötmaterial auf die innere Oberfläche der flachen Platte oder auf die innere
Oberfläche der Einlaß/Auslaßkanalplatte plattiert werden.
Die obengenannten und weitere Merkmale der Erfindung und begleitende Vorteile
werden für den Fachmann angesichts der folgenden Beschreibung in Verbindung mit
der beiliegenden Zeichnung, die bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigt, verständli
cher und offensichtlicher. Es zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht, die ein Konstruktionsbeispiel eines mehrschichtigen
Wärmetauschers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2A den mehrschichtigen Wärmetauscher gemäß Fig. 1 von unten gesehen;
Fig. 2B den mehrschichtigen Wärmetauscher gemäß Fig. 1 von der Seite gesehen;
Fig. 3 die Struktur bzw. Form einer Formplatte, die ein Rohrelement bildet;
Fig. 4A,B die Struktur bzw. Form einer flachen Platte, wobei Fig. 4A deren Vor
deransicht und Fig. 4B deren Seitenriß zeigt;
Fig. 5 die Struktur bzw. Form einer Einlaß/Auslaßkanalplatte, die mit der flachen
Platte verbunden ist;
Fig. 6 einen Schnitt, der die Einlaß/Auslaßkanalplatte zeigt, die an einem Rohrele
ment 3a befestigt ist;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vor
liegenden Erfindung, die einen wesentlichen Teil eines mehrschichtigen
Wärmetauschers zeigt, der keine Einlaß/Auslaßkanalplatte erfordert; und
Fig. 8 einen Schnitt eines wesentlichen Teils des Rohrelements 3a in dem oben
genannten mehrschichtigen Wärmetauscher.
Es folgt eine Erklärung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er
findung mit Bezugnahme auf die Zeichnung.
Fig. 1, 2A und 2B zeigen einen Verdampfer 1, der zum Beispiel in einem Klimatisie
rungssystem für Fahrzeuge verwendet wird, in Form eines mehrschichtigen Wärme
tauschers gemäß der vorliegenden Erfindung, der zum Beispiel als System mit vier
Durchläufen bzw. Wegen verwendet werden kann. Der Wärmetauscher weist Rippen
2 und Rohrelemente 3, die abwechselnd über eine Mehrzahl von Ebenen zur Bildung
eines Kernhauptkörpers schichtenweise angeordnet sind, und eine Zuflußöffnung 4
und eine Abflußöffnung 5 für ein Wärmeaustauschmedium, die an einem Ende in
Richtung der schichtenweisen Anordnung bzw. Schichtung der Rohrelemente 3
vorgesehen sind, auf. Die Rohrelemente 3 werden jeweils durch Verbinden zweier
gegenüberliegender bzw. einander zugewandter Formplatten 6 gebildet, von wel
chen eine in Fig. 3 dargestellt ist, mit Ausnahme der Rohrelemente 3a und 3b an den
beiden Enden des Kernhauptkörpers in Richtung der schichtenweisen Anordnung,
des Rohrelements 3c mit einem ausgeweiteten bzw. vergrößerten Tank, das in der
Folge ausführlicher beschrieben wird, und des Rohrelements 3d, das ungefähr in der
Mitte angeordnet ist.
Die Formplatten 6 werden jeweils durch Pressen oder Tiefziehen von vorzugsweise
plattenförmigem Material aus einer Aluminiumlegierung, deren Hauptbestandteil
Aluminium ist, gebildet, wobei deren beide Oberflächen mit einem Lötmaterial plattiert
sind, wobei die Formplatten 6 zwei schalenartig ausgewölbte bzw. tiefgezogene Ab
schnitte 8 zur Tankbildung, die an einem Ende ausgebildet sind, einen ausgewölbten
Abschnitt 9 zur Kanalbildung, der kontinuierlich zu diesen bzw. an diese anschlie
ßend ausgebildet ist, und einen vertieften bzw. eingezogenen oder ausgenommenen
Abschnitt zur Rohrbefestigung 10 zur Befestigung eines Verbindungsrohrs 29, das in
der Folge ausführlicher beschrieben wird, der zwischen den ausgewölbten Abschnit
ten 8 zur Tankbildung ausgebildet ist, und eine Trennwand 11 aufweist, die von dem
Bereich zwischen den zwei ausgewölbten Abschnitten 8 zur Tankbildung in die
Nähe des anderen Endes der Formplatte 6 reicht. Zusätzlich sind eine Mehrzahl von
Wülsten bzw. Leitelementen 7 ausgebildet, die mit einer bestimmten Regelmäßigkeit
an dem Abschnitt 9 zur Kanalbildung angeordnet sind.
Die Abschnitte 8 zur Tankbildung sind stärker ausgewölbt bzw. tiefgezogen als der
Abschnitt 9 zur Kanalbildung, und die Trennwand 11 ist in derselben Ebene ausgebil
det bzw. erstreckt sich in dieselbe Ebene wie ein Befestigungsrand 12 an den Um
fangskanten der Formplatte 6. Wenn daher zwei Formplatten 6 miteinander an ihren
Umfangskanten verbunden werden, werden ihre Trennwände 11 miteinander ver
bunden, so daß zwei Tanks 13 aus den Abschnitten zur Tankbildung gebildet wer
den, die einander gegenüberliegen, und ein U-förmiger Wärmeaustauschmediumkanal
14, der die Tanks 13 verbindet, aus den einander gegenüberliegenden, ausgewölbten
bzw. tiefgezogenen Abschnitten 9 zur Kanalbildung entsteht.
Von den Rohrelementen 3a und 3b, welche die äußeren Enden bzw. Endabschnitte
in Richtung der schichtenweisen Anordnung bilden, wird ein Rohrelement, d. h., das
Rohrelement 3b, durch Verbinden einer flachen Platte 15 ohne Vertiefungen oder Er
hebungen, die an beiden Oberflächen mit einem Hartlötmaterial plattiert ist, mit der
Formplatte 6, die in Fig. 3 dargestellt ist, hergestellt, und das andere Rohrelement 3a
wird durch Verbinden einer flachen Platte 16, die an beiden Oberflächen mit einem
Hartlötmaterial plattiert ist, wie in Fig. 4A und 4B dargestellt, mit der Formplatte 6, die
in Fig. 3 dargestellt ist, hergestellt. Die flache Platte 16, die in Fig. 4A und 4B darge
stellt ist, wird mit einer Größe gebildet, die ungefähr dieselbe Größe wie jene der
Formplatte 6 ist, an welcher sie befestigt wird, wobei eine erste Öffnung 18 an der
Position gegenüber dem vertieften bzw. eingezogenen oder ausgenommenen Ab
schnitt 10 zur Rohrbefestigung und eine zweite Öffnung 17 an einer Position gegen
über einem der ausgewölbten bzw. tiefgezogenen Abschnitte 8 zur Tankbildung der
Formplatte 6 ausgebildet ist.
Außerdem wird das Rohrelement 3c durch Verbinden einander zugewandter Form
platten 19 gebildet, wobei in jeder einer der Abschnitte 8 zur Tankbildung ausgewei
tet bzw. vergrößert ist, so daß er sich dem anderen Abschnitt 8 zur Tankbildung nä
hert, und folglich werden in dem Rohrelement 3c ein Tank 13, dessen Größe gleich
jener der Tanks 13 ist, die in den anderen Rohrelementen 3 ausgebildet sind, sowie
ein Tank 13a, der ausgeweitet bzw. vergrößert ist, um den vertieften bzw. eingezoge
nen oder ausgenommenen Abschnitt 10 zur Rohrbefestigung zu füllen, gebildet.
Ferner liegen in dem Verdampfer 1, wie in Fig. 1, 2A und 2B dargestellt, benachbarte
Rohrelemente mit ihren Tanks 13 und 13a aneinander, wobei sich zwei Tankgruppen,
d. h., eine erste Tankgruppe 20 und eine zweite Tankgruppe 21, in Richtung der
schichtenweisen Anordnung erstrecken (die Richtung senkrecht zu der Richtung des
Luftstroms), die durch eine Reihe aneinanderstoßender Tanks 13 und 13a gebildet
werden. In der ersten Tankgruppe 20, die den ausgeweiteten bzw. vergrößerten Tank
13a enthält, sind die einzelnen Tanks 13 miteinander durch Verbindungsöffnungen
22 verbunden (in Fig. 3 dargestellt), die an den Abschnitten 8 zur Tankbildung aus
gebildet sind, mit Ausnahme des Rohrelements 3d, das ungefähr in der Mitte in Rich
tung der schichtenweisen Anordnung angeordnet ist.
Insbesondere wird das Rohrelement 3d durch Verbinden der Formplatte 6, die in Fig.
2A und 2B dargestellt ist, mit einer gegenüberliegenden Formplatte 23, die ähnlich
wie die Formplatte 6 aber ohne Verbindungsöffnung 22 an einem ihrer Abschnitte 8
zur Tankbildung zur Bildung eines blinden Tanks 13a ausgebildet ist. Dieses Rohr
element 3d teilt die erste Tankgruppe 20 in einen ersten Tankblock α, der den aus
geweiteten bzw. vergrößerten Tank 13a enthält, und einen zweiten Tankblock β, der
mit der Abflußöffnung 5 in Verbindung steht. Außerdem stehen in der zweiten Tank
gruppe 21 alle Tanks miteinander durch Verbindungsöffnungen 22 ohne Trennung
zur Bildung eines dritten Tankblocks γ in Verbindung.
An einem Ende in Richtung der schichtenweisen Anordnung ist eine Ein
laß/Auslaßkanalplatte 24 befestigt, da es notwendig ist, die Zuflußöffnung und die
Abflußöffnung durch eine Rohrverbindung ungefähr in der Mitte der Seitenfläche
der flachen Platte 16 bereitzustellen, wie in Fig. 5A und 5B dargestellt. In dieser Ein
laß/Auslaßkanalplatte 24 sind zwei vorstehende Teile, d. h., ein erster vorstehender
Teil 25 und ein zweiter vorstehender Teil 26, ausgebildet, die Seite an Seite durch
Pressen bzw. Tiefziehen ausgewölbt sind, wobei die Zuflußöffnung 4 einen kreisför
migen Fortsatz 27a aufweist, der durch Entgraten an einem Ende des ersten vorste
henden Teils 25 gebildet wird, und die Abflußöffnung 5 einen kreisförmigen Fortsatz
27b aufweist, der durch Entgraten an dem Ende des zweiten vorstehenden Teils 26
an derselben Seite gebildet wird. Durch Befestigen der Einlaß/Auslaßkanalplatte 24
an der flachen Platte 16 werden ein Zuflußkanal 28, der mit der Zuflußöffnung 4 in
Verbindung steht, und ein Abflußkanal 29, der mit der Abflußöffnung 5 in Verbin
dung steht, zwischen der Einlaß/Auslaßkanalplatte 24 und der flachen Platte 16 ge
bildet, und der Zuflußkanal 28 steht mit dem ersten Tankblock α in Verbindung, wo
bei das andere Ende des Verbindungsrohres 30, von dem ein Ende mit dem ausgewei
teten Tank 13a verbunden ist, mit der ersten Öffnung 18 der flachen Platte 16 ver
bunden ist, während der Abflußkanal 29 mit dem zweiten Tankblock β über die
zweite Öffnung 17 in der flachen Platte 16 in Verbindung steht. Zusätzlich ist ein Be
festigungsmittel bzw. eine Kupplung 31 zur Befestigung eines Expansionsventils, das
in der Folge ausführlicher beschrieben wird, an der Zuflußöffnung 4 und der Abfluß
öffnung 5 befestigt. In der Kupplung 31 sind Durchgangsöffnungen 32 und 33 aus
gebildet.
Wärmeaustauschmedium, das durch die Zuflußöffnung 4 zugeflossen ist, gelangt
durch den Zuflußkanal 28 und das Verbindungsrohr 30 in den ausgeweiteten bzw.
vergrößerten Tank 13a, wo es über den gesamten ersten Tankblock α verteilt wird,
und fließt dann über die Wärmeaustauschmediumkanäle 14 der Rohrelemente 3, die
dem ersten Tankblock α entsprechen, entlang der Trennwände 11 (erster Durchlauf
bzw. Weg). Dann bewegt es sich nach einer U-Kehre über den Trennwänden 11 ab
wärts (zweiter Durchlauf bzw. Weg) und erreicht die Tankgruppe 21 an der gegen
überliegenden Seite (den dritten Tankblock γ). Danach bewegt es sich horizontal zu
den übrigen Rohrelementen 3, die den dritten Tankblock γ bilden, und strömt durch
die Wärmeaustauschmediumkanäle 14 der restlichen Rohrelemente 3 entlang deren
Trennwände 11 (dritter Durchlauf bzw. Weg). Anschließend macht es über den
Trennwänden 11 eine U-Kehre, bevor es sich abwärts bewegt (vierter Durchlauf bzw.
Weg), wird zu den Tanks 13 geleitet, die den zweiten Tankblock 13 bilden, und be
wegt sich dann durch den Abflußkanal 29 und fließt aus der Abflußöffnung 5. Somit
wird Wärme vom Wärmeaustauschmedium während des Vorgangs, in dem es entspre
chend dem ersten bis vierten Durchlauf bzw. Weg durch die Wärmeaustauschmedi
umkanäle 14 fließt, zu den Rippen 2 geleitet, so daß ein Wärmeaustausch mit der Luft
erfolgt, die sich zwischen den Rippen 2 bewegt.
Während nun der erste vorstehende Teil 25 und der zweite vorstehende Teil 26
durch Pressen, Tiefziehen o. dgl. gebildet werden, so daß sie an der Ein
laß/Auslaßkanalplatte 24 ausgewölbt sind, wie zuvor erklärt wurde, besteht die Ein
laß/Auslaßkanalplatte 24 aus einer Aluminiumlegierung #3003 als Kernmaterial 35
und ist an ihrer äußeren Oberfläche mit einer Aluminiumlegierung #1050 plattiert, de
ren Potential niederer als jenes des Kernmaterials 35 ist, und an ihrer inneren Oberflä
che mit einer Aluminiumlegierung #4004 (Lot bzw. Hartlötmaterial), wie in Fig. 6 dar
gestellt ist. Mit anderen Worten, eine Opfermetallschicht 36, deren Potential niederer
als jenes des Kernmaterials ist, ist an der äußeren Oberfläche der Ein
laß/Auslaßkanalplatte 24 vorgesehen, und ein Hartlötmaterial 37 ist an ihrer inneren
Oberfläche vorgesehen.
Da die Opfermetallschicht 36 an der äußeren Oberfläche der Einlaß/Auslaßkanalplatte
24 vorgesehen ist, wird folglich die Opfermetallschicht 36 korrodiert, um eine Korro
sion des Kernmaterials 35 zu verhindern. Es muß festgehalten werden, daß die Opfer
metallschicht 36 aus einer Aluminiumlegierung der #1000-Gruppe oder einer Alumi
niumlegierung der #7000-Gruppe, wie der Aluminiumlegierung #7072, die einen ho
hen Zn-Gehalt aufweist, bestehen kann, so lange deren Potential niederer als jenes
des Kernmaterials ist. Zusätzlich ist in Fig. 6 die Formplatte 6, die mit der gegenüber
liegenden Formplatte 16 verbunden ist, mit dem (Hart)Lötmaterial (Aluminium
legierung #4004) an beiden Seitenflächen plattiert.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 7 und
8 dargestellt ist, ist im Gegensatz zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel die
Einlaß/Auslaßkanalplatte 24 nicht vorgesehen, da keine Zuflußöffnung und Abfluß
öffnung in der Mitte der Seitenfläche zur Aufnahme einer Rohrverbindung vorhan
den sein muß. In diesem Fall besteht ein Rohrelement 3h an einem äußeren Ende des
mehrschichtigen Wärmetauschers 1, wie in den Figuren dargestellt, aus der flachen
Platte 16 und der Formplatte 6, wobei ein Abflußrohr 40, das mit dem zweiten Tank
block 13 in Verbindung steht, an dem unteren Ende der flachen Platte 16 vorgesehen
ist, wo das Verbindungsrohr 30, das mit dem ersten Tankblock α in Verbindung steht,
ebenso eingesetzt ist und herausragt.
Bei der flachen Platte 16 wird in diesem Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 8 dargestellt,
eine Aluminiumlegierung #3003 zur Bildung ihres Kernmaterials 35 verwendet und
eine Aluminiumlegierung der 1000-Gruppe, wie die Aluminiumlegierung #1050, oder
der 7000-Gruppe, wie die Aluminiumlegierung #7072, deren Potential niederer als je
nes des Kernmaterials 35 ist, ist an der Außenseite plattiert. Da eine Opfermetall
schicht 36 an der äußeren Oberfläche der flachen Platte 16 ausgebildet ist, wird die
Opfermetallschicht 36 korrodiert, um eine Korrosion des Kernmaterials zu verhindern.
Es muß festgehalten werden, daß in Fig. 8 die Formplatte 6, die mit der gegenüberlie
genden flachen Platte 16 verbunden ist, mit einem Hartlötmaterial
(Aluminiumlegierung #4004) an beiden Seitenflächen plattiert ist.
Wie erklärt wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem mehrschichti
gen Wärmetauscher mit einer Einlaß/Auslaßkanalplatte, die an einem äußersten Ende
in Richtung der schichtenweisen Anordnung vorgesehen ist, oder mit einer flachen
Platte, die an einem äußersten Ende in Richtung der schichtenweisen Anordnung
ohne Einlaß/Auslaßkanalplatte vorgesehen ist, das Kernmaterial vor einer Korrosion
geschützt und somit in seiner Haltbarkeit verbessert, da eine Opfermetallschicht, de
ren elektrisches Potential niederer als jenes des Kernmaterials der Ein
laß/Auslaßkanalplatte oder der flachen Platte ist, an der äußeren Oberfläche der Ein
laß/Auslaßkanalplatte oder der flachen Platte vorgesehen ist. Somit wird ein Vorteil er
reicht, da ein hohes Maß an Korrosionsbeständigkeit erhalten wird, ohne Maßnah
men, wie die Vergrößerung der Plattendicke, ergreifen zu müssen.
Zur Verbesserung der Korrosionsschutzeigenschaften einer flachen Platte oder einer
Einlaß/Auslaßkanalplatte, die an einem äußersten Ende in Richtung der schichtenwei
sen Anordnung bei einem mehrschichtigen Wärmetauscher vorgesehen ist, ist eine
Opfermetallschicht, deren Potential niederer als das Potential des Kernmaterials ist, an
der äußeren Oberfläche der flachen Platte oder der Einlaß/Auslaßkanalplatte vorgese
hen, so daß eine Korrosion des Kernmaterials durch Opferkorrosion der Opfermetall
schicht verhindert wird.
Claims (7)
1. Geschichteter Wärmetauscher aus Metall,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine insbesondere in Schichtungsrichtung außenliegende Oberfläche des
Wärmetauschers zumindest teilweise mit einer Opfermetallschicht (36) bedeckt
ist.
2. Geschichteter Wärmetauscher, insbesondere nach Anspruch 1, wobei der Wär
metauscher aufweist:
eine Mehrzahl von Rohrelementen (3), die jeweils zwei Tanks (13) an einem Ende in Längsrichtung und einen Wärmeaustauschmediumkanal (14) aufweisen, der die beiden Tanks (13) verbindet, und jeweils durch Verbinden zweier zuein ander weisender Formplatten (6, 17, 19) gebildet sind;
eine Mehrzahl von Rippen (2), die abwechselnd mit den Rohrelementen (3) schichtenweise angeordnet sind;
zwei seitliche Rohrelemente (3a, 3b), die an zwei Enden in Richtung der schich tenweisen Anordnung der Rohrelemente (3) und der Rippen (2) angeordnet sind, die jeweils durch zueinander weisendes Verbinden einer flachen Platte (15, 16), die an der Außenseite in Richtung der schichtenweisen Anordnung anzu ordnen ist, und einer Formplatte (6) gebildet sind;
eine Einlaß/Auslaßkanalplatte (24), die an der flachen Platte (16) eines der seitli chen Rohrelemente (3a) zur Bildung eines Zuflußkanals (28) und eines Abfluß kanals (29), die entlang der flachen Platte (16) verlaufen, befestigt ist;
zwei Tankgruppen (20, 21), die durch Verbinden der Tanks (13) in Richtung der schichtenweisen Anordnung gebildet sind, wobei eine Tankgruppe (20) unge fähr in der Mitte fluidisch unterbrochen ist, um einen ersten Tankblock (α) und einen zweiten Tankblock (13) zu bilden, und die andere Tankgruppe (21) durch gehend in Verbindung steht, um einen dritten Tankblock (γ) zu bilden;
wobei einer der Tanks (13), die den ersten Tankblock (α) bilden, ein vergrößerter Tank (13a) ist, der sich zu dem anderen Tank (13) des Rohrelements (3c) er streckt, das den vergrößerten Tank (13a) enthält;
ein Verbindungsrohr (30), das den Zuflußkanal (28) und den vergrößerten Tank (13a) verbindet;
eine erste Öffnung (18), die ungefähr in der Mitte an einem Ende der flachen Platte (16) in Längsrichtung ausgebildet ist, in welche das Verbindungsrohr (30) eingesetzt ist; und
eine zweite Öffnung (17), die mit dem Abflußkanal (29) und mit dem zweiten Tankblock (13) in Verbindung steht;
dadurch gekennzeichnet, daß eine Opfermetallschicht (36), deren Potential niederer als das Potential eines Kernmaterials (35) ist, an einer in Schichtungsrichtung äußeren Oberfläche der flachen Platte (16) und/oder der Einlaß/Auslaßkanalplatte (24) gebildet ist.
eine Mehrzahl von Rohrelementen (3), die jeweils zwei Tanks (13) an einem Ende in Längsrichtung und einen Wärmeaustauschmediumkanal (14) aufweisen, der die beiden Tanks (13) verbindet, und jeweils durch Verbinden zweier zuein ander weisender Formplatten (6, 17, 19) gebildet sind;
eine Mehrzahl von Rippen (2), die abwechselnd mit den Rohrelementen (3) schichtenweise angeordnet sind;
zwei seitliche Rohrelemente (3a, 3b), die an zwei Enden in Richtung der schich tenweisen Anordnung der Rohrelemente (3) und der Rippen (2) angeordnet sind, die jeweils durch zueinander weisendes Verbinden einer flachen Platte (15, 16), die an der Außenseite in Richtung der schichtenweisen Anordnung anzu ordnen ist, und einer Formplatte (6) gebildet sind;
eine Einlaß/Auslaßkanalplatte (24), die an der flachen Platte (16) eines der seitli chen Rohrelemente (3a) zur Bildung eines Zuflußkanals (28) und eines Abfluß kanals (29), die entlang der flachen Platte (16) verlaufen, befestigt ist;
zwei Tankgruppen (20, 21), die durch Verbinden der Tanks (13) in Richtung der schichtenweisen Anordnung gebildet sind, wobei eine Tankgruppe (20) unge fähr in der Mitte fluidisch unterbrochen ist, um einen ersten Tankblock (α) und einen zweiten Tankblock (13) zu bilden, und die andere Tankgruppe (21) durch gehend in Verbindung steht, um einen dritten Tankblock (γ) zu bilden;
wobei einer der Tanks (13), die den ersten Tankblock (α) bilden, ein vergrößerter Tank (13a) ist, der sich zu dem anderen Tank (13) des Rohrelements (3c) er streckt, das den vergrößerten Tank (13a) enthält;
ein Verbindungsrohr (30), das den Zuflußkanal (28) und den vergrößerten Tank (13a) verbindet;
eine erste Öffnung (18), die ungefähr in der Mitte an einem Ende der flachen Platte (16) in Längsrichtung ausgebildet ist, in welche das Verbindungsrohr (30) eingesetzt ist; und
eine zweite Öffnung (17), die mit dem Abflußkanal (29) und mit dem zweiten Tankblock (13) in Verbindung steht;
dadurch gekennzeichnet, daß eine Opfermetallschicht (36), deren Potential niederer als das Potential eines Kernmaterials (35) ist, an einer in Schichtungsrichtung äußeren Oberfläche der flachen Platte (16) und/oder der Einlaß/Auslaßkanalplatte (24) gebildet ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Op
fermetallschicht (36) aus einer Aluminiumlegierung der 1000-Gruppe besteht.
4. Wärmetauscher nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Opfermetallschicht (36) aus einer Aluminiumlegierung der
7000-Gruppe besteht.
5. Wärmetauscher nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Opfermetallschicht (36) durch Beschichten einer Innenfläche
des Kernmaterials mit einem Lötmaterial, insbesondere einem Hartlötmaterial (37)
gebildet ist.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, wobei das Lötmaterial oder Hartlötmaterial
(37) aus einer Aluminiumlegierung #4004 besteht.
7. Wärmetauscher nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Wärmetauscher aus mehreren Rohrelementen (3) und dazwi
schen angeordneten Rippen (2) zusammengelötet ist und daß das Opfermetall
zumindest im Bereich einer beim Zusammenlöten außenseitig angreifenden
Spannvorrichtung derart gewählt ist, daß das Opfermetall beim Verlöten nicht
schmilzt.
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