DE2816720B2

DE2816720B2 - Aluminiumwärmeaustauscher vom Plattentyp

Info

Publication number: DE2816720B2
Application number: DE2816720A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Takarazuka Nakamura
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 1977-04-23
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1981-04-09
Also published as: FR2388238A1; JPS5639908Y2; US4373243A; FR2388238B1; JPS53146156U; DE2816720A1; GB1586739A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Aluminiumwärmeaustauscher vom Plattentyp, der aus übereinandergeschichteten Wärmeaustauschereinheiten zusammengesetzt ist, von denen jede zwei Lötbleche umfaßt, die parallel zueinander angeordnet sind, und Seitenstäbe, die an beiden Enden der beiden Lötbleche zwischen dieselben eingelegt und an diese angelötet sind, wobei ferner ein gewelltes, geripptes, geriffeltes oder gerieftes Leitblech in dem von den Lötblechen u-.id den Seitenstäben begrenzten Raum eingelegt und durch ein flußmittelloses Lötmaterial, das auf die dem Leitblech zugewandte Seite des Lötbleches plattiert worden ist, an die Lötbleche angelötet ist.

Zunächst sei der Stand der Technik näher erläutert, wonach, wie in F i g. 1 gezeigt ist, konventionelle *o Aluminiumwärmeaustauscher 1 vom Plattentyp aus einer Anzahl von Wärmeaustauschereinheiten zusammengesetzt sind, und zwar umfaßt dieser Aufbau die Anordnung von Seitenstäben 3 an beiden Enden von Aluminiumplatten 2 parallel zueinander und das Einlegen von gewellten Leitblechen 4 zwischen die Seitenstäbe und die Aluminiumplatten.

Diese Wärmeaustauscherteile wurden durch das Ofenlöt- oder Tauchlötverfahren unter Verwendung von Flußmitteln miteinander verbunden, um zu verhindem, daß die Aluminiumteile oxydieren. In einem solchen Fall wird, wie Fig. 2 zeigt, sogenanntes »Lotblech« 6, das mit einem Lötmaterial 5 auf beiden Seiten einer Aluminiumplatte 2 plattiert ist, anstelle der Aluminiumplatten 2 in F i g. 1 verwendet, und die Hügel und Täler des gewellten Leitbleches sowie die Seitenstäbe werden aufeinandergeschichtet und verlötet, so daß Durchgänge für ein Strömungsmittel begrenzt werden. Andererseits wird ein blankes Verstärkungsteil 10, das eine Dicke hat, die wesentlich größer als diejenige des Lötbleches ist, als Verstärkung 7 an den äußersten Teilen des Wärmeaustauschers vom Platlentyp verwendet. Wie in F i g. 3 gezeigt ist, wird für die Verbindung des blanken Verstärkungsteils 10 mil dem gewellten Leitblech 4 und den Seitenstäben 3 vorwiegend eine Lötfolie 8 verwendet. Gewünschtenfalls kann ein dickes, blankes Verstärkungsteil 9, das auf einer Oberfläche mil einem Lötmaterial 5 plattiert ist.

wie F i g, 4 xeigt, anstelle eines konventionellen, blanken Verstftrkungsteils tO angewandt werden. Infolgedessen erfordert es die Verwendung eines blanken Verstärkungsteils to far die Verstärkung 7 for die äußersten Teile des Wärmeaustauschers vom Plattentyp, daß man andere Lötfolien als das Lötblech vorsiebt sowie Seitenstäbe und gewellte; Leitblechc- oder ein blankes Verstärkungsteil, das auf einer Oberfläche mit einem Lötmaterisl plattiert ist, dessen Plattieren auf das dicke PlatttenteU inhärent schwierig ist, so daß insgesamt viel Arbeit für die Instandhaltung, Wartung und Pflege des Wärmeaustauschers und hohe Kosten für dessen Herstellung erforderlich sein können.

Andererseits wurde vor kurzem ein flußmittelloser Lötvorgang bei Aluminium in praktischen Gebrauch genommen, wie er beispielsweise in der DE-OS 15 52 849 beschrieben ist, die ein Verfahren zum Hartlöten der Stoßstellen zwischen Aluminiumteilen mit einem Hartlötaluminiumfüllmaterial ohne Verwendung von Flußmitteln unter Bildung einer hartgelöteten Verbundstruktur betrifft, wobei das Füllmaterial einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Aluminiumteile aufweist, welche zusammen mit dem Füllmaterial allmählich auf den Schmelzpunkt des Füllmaterials erhitzt und unter Hartlötung der Stoßstellen zwischen diesen Teilen schließlich abgekühlt werden.

Auch aus der DE-OS 16 27 461 ist ein Verfahren zum Löten von Alumir.i amteilen bekannt, bei dem kein korrosives Flußmittel verwendet wird. Gemäß diesem Verfahren wird ein Lot verwendet, das außer Aluminium und Silicium auch Kupfer, Eisen, Zink und Mangan enthält, wobei ein die Lötung günstig beeinflussendes Material, nämiich Nickel, Kobalt, Eisen, Arsen oder Silber, auf die zu lötenden Stellen aufgelegt wird oder wobei das Lot vor dem Löten in Form einer dünnen Folie aufgelegt oder in Form eines dünnen Überzugs aufgebracht wird. Anschließend erfolgt das Löten in inerter Atmosphäre, indem die Temperatur der inerten Atmosphäre auf einen Wert unterhalb des Schmelzpunktes des Lotes und des dia Lötung günstig beeinflussenden Metalls gebracht wird, woraufhin die Temperatur anschließend auf die Schmelztemperatur des Lotes und des die Lötung günstig beeinflussenden Metalls erhöht wird. Dann werden die gelöteten Aluminiumteile unter den Schmelzpunkt des Lotes und des die Lötung günstig beeinflussenden Metalls abgekühlt und schließlich aus der inerten Atmosphäre herausgenommen.

Zwar werden durch einen flußmittellosen Lötvorgang die unmittelbar dur«:h ein Flußmittel bedingten Nachteile ausgeschaltet, nämlich relativ hohe Kosten und der große Arbeitsaufwand, den das Waschen der gelöteten Aluminiumteile erfordert, um die starke Korrosionswirkung des Flußmittels auf das Aluminium herabzusetzen, so daß das flußmittellose Löten zu einer Herabsetzung der Kosten des Produktes beiträgt. Jedoch ist selbst dann, wenn ein Wärmeaustauscher der vorstehend erläuterten Art mittels des flußmittellosen Lötverfahrens hergestellt wird, die Verstärkung am äußersten Teil in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise wie beim konventionellen Lötverfahren mit Flußmittel zusammengefügt, d. h., die Verstärkung wird unter Verwendung einer Lötfolie oder eines auf eine Oberfläche plattierten Lötmaterials aufgelötet, so daß die Vielfalt und Kompliziertheit der Teilebeschaffung und -verarbeitung bzw. des Teilemanagements im Vergleich mit dem konventionellen Verfahren beim flußmittellosen Lötverfahren überhaupt nicht verbessert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art vom Plattentyp stur Verfügung zu stellen, der einfacher und kostengünstiger herstellbar ist, bei dem also die Anzahl der Arten der zur Herstellung des Wärmetauschers nötigen Teile möglichst gering ist und diese Teile gleichzeitig möglichst einfach und kostengünstig herstellbar sind, so daß die Verringerung der Anzahl der Arten von benötigten Teilen nicht auf Kosten einer Verteuerung von einem dieser Teile geht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Verstärkungsteil durch ein flußmittelloses Lötverfahren auf die äußere Oberfläche des äußersten Lötbleiches der am Ende befindlichen Wärmeaustauschereinheit aufgelötet ist

Im Rahmen der Erfindung wurde nämlich festgestellt, daß bei einem flußmittellosen Lötverfahren, wie z. B. einem Vakuumlötverfahren, eine Flächenkontaktlötung selbst in.sinem Bereich ausgeführt werden kann, in den im Falle eines mit Rußmittel arbeitenden Lötverfahrens kein Flußmittel eindringen und in dem daher keine Lötung stattfinden kann. Überraschenderweise läßt sich bei Anwendung eines flußmittellosen Lötverfahrens eine ausgezeichnete Flächenverlötung des dünnen Lötbleches mit einem Verstärkungsteil, insbesondere einer dicken, blanken Platte erreichen. Diese überraschende Feststellung ermöglicht es gemäß der Erfindung, abgesehen von den Seitenstäben und den Leitblechen, mit nur zwei Arten von weiteren Teilen bei der Herstellung des Wärmeaustauschers auszukommen, nämlich mit den Lötblechen und mit einfach und kostengünstig herstellbaren Verstärkungsteilen, insbesondere blanken, dicken Platten. Denn aufgrund der Erfindung kann das Verstärkungsteil am Ende des Wärmeaustauschers mit letzterem verbunden werden, ohne daß eine Lötfolie oder ein auf seiner einen Oberfläche mit Lötmaterial plattiertes Verstärkungsteil verwendet werden muß.

Auf diese Weise kann ein Wärmeaustauscher nach der Erfindung außerordentlich kostengünstig und unter Verwendung einer relativ geringen Anzahl von Arten von Teilen hergestellt werden, wodurch sich sowohl die Kosten der Lagerhaltung als auch des Zusammenbaus und der Herstellung der benötigten Teile verringern, so daß der Wärmeaustauscher unter Ausschaltung der obenerwähnten Nachteile angemessen, bequem und in handlipher und zweckdienlicher Weise hergestellt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eine^r besonders bevorzugten Ausführungsform näher erläutert; es zeigt

Fi g, 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines konventionellen Aluminiumwärmeaustauschers vom Plattentyp,

Fig.2 eine schematische Darstellung eines Lötbleches,

F i g. 3 eine Längsschnittansicht des konventionellen Aluminiumwärmeaustauschers, weiche die Teile vor ihrem Zusammenfügen zu dem Wärmeaustauscher veranschaulicht,

F i g. 4 eine andere Längsschnittansicht des Aluminiumwärmeaustauschers der F i g. 3 und

F i g. 5 eine Längsschnittansicht eines Aluminiumwärmeaustauschers gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wenn man die äußersten Verstärkungsteile, gewelltes Leitblech und Seitenstäbe eines Aluminiumwärmeaustauschers vom Plattentyp miteinander verbindet, wird eine dicke Platte, die auf einer Oberfi'iche nicht mit einem Lötmaterial plattiert ist, als blankes Verstärkungsteil 10 verwendet, wie in F i g. 5 gezeigt ist, und weiterhin wird ein Lötblech 6, wie in den F i g. 3 und 4 gezeigt ist, gegenüber einer mit dem Lötmaterial plattierten Oberfläche des blanken Verstärkungsteils 10 vorgesehen, und dann werden beide Teile mittels eines flußmittellosen Lötverfahrens miteinander verbunden.

Die Ausbildung des Aluminiumwä/meaustauschers vom Plattentyp erfolgt dadurch, daß man das gemeinsame Lötblech zwischen das äußerste Verstärkungsteil 10 und die Teile, die mit dem Verstärkungsteil 10 verbunden werden sollen, einfügt und daß man diese Teile durch einen flußmittellosen Lötprozeß körperlich verlötet. Mit anderen Werten bedeutet das, daß es nicht notwendig ist, die Verstärkung 7 mit einem teuren und dicken, blanken Teil zu versehen bzw. ein solches Teil als Verstärkungsteil zu verwenden, dessen eint Oberfläche mit einem Lötmaterial plattiert ist, oder eine Lötfolie einzusetzen. Das bedeutet, daß der Aiuminiumwärmeaus.auscher nur mit den Teilen fabriziert werden kann, die üblicherweise bei der Herstellung von Wärmeaustauschern vom Plattentyp verwendet werdeü.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Aluminiumwärmeaustaiischer vom Plattentyp, der aus übereinandergeschichteten Wärmeaustauscher' s einheften zusammengesetzt ist, von denen jede zwei Lötbleche umfaßt, die paralleLzueinander angeordnet sind, und Seitenstäbe, die an beiden Enden der beiden Lötbleche zwischen dieselben eingelegt und an diese angelötet sind, wobei ferner ein gewelltes, to geripptes, geriffeltes oder gerieftes Leitblech in dem von den Lötblechen und den Seitenstäben begrenzten Raum eingelegt und durch ein flußmittelloses Lötmaterial, das auf die dem Leitblech zugewandte Seite des Lötbleches plattiert worden ist, an die Lötbleche angelötet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärkungsteil (10) durch ein flußmittelloses Lötverfahren auf die äußere Oberfläche des äußersten Lötbleches (6) der am Ende befindlichen Wärmeaustauschereinheit aufgelötet ist