DE2942438A1

DE2942438A1 - Heat exchanger prodn. by expanding bores in rolled metal block - employing weld-stop powder comprising metal oxide and opt. talc and metal silicate

Info

Publication number: DE2942438A1
Application number: DE19792942438
Authority: DE
Inventors: Dr.rer.nat. Helmut Protzer; Dipl.-Chem. Constantin 4500 Osnabrück Puscasu
Original assignee: Kabel und Metallwerke Gutehoffnungshuette Ag 3000 Hannover; KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1978-11-04
Filing date: 1979-10-20
Publication date: 1981-04-23
Also published as: DE2942438C2

Abstract

The parent patent described a method for producing a flat heat exchanger by producing bores in a metal block, applying a weld-stop agent to the bores, elongating the block by rolling in the direction along the bores and then expanding the bores. The weld-stop agent comprises a dry powder mixt. of talc and a metal oxide and/or silicate, a dry pulverulent metal oxide which is soluble in dilute acid or a mixt. of at least two such metal oxides. The weld-stop agent adheres uniformly well to the bore walls but is readily removed after bore expansion. Any weld-stop residues left in the bores are too small in amt. to affect heat transfer or cause corrosion of the heat exchanger material.

Description

Verfahren zur Herstellung eines flachen Wärmetauschers ausMethod for manufacturing a flat heat exchanger

Metallblech Zusatz zum Patent ... (Patentanmeldung P 28 47 897.9 vom 04.11.78) Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur Herstellung eines flachen Wärmetauschers aus Metallblech mit mindestens einem ein zu erwärmendes oder zu kühlendes Medium führenden Kanal, insbesondere einer Dachhaut zur gleichzeitigen Aufnahme von Umweltenergie beschrieben, bei dem ein mit mindestens einer Bohrung versehener Metallblock hergestellt, in jede Bohrung ein Schweißstoppmittel eingebracht, der Metallblock in Richtung des Verlaufs der Bohrung(en) bis auf das Endmaß durch Walzen gestreckt und anschließend jede flachgewalzte Bohrung aufgebläht wird.Sheet metal addition to the patent ... (patent application P 28 47 897.9 of 11/04/78) The main patent includes a method for manufacturing a flat heat exchanger Made of sheet metal with at least one medium to be heated or cooled leading channel, in particular a roof skin for the simultaneous absorption of environmental energy described, in which a metal block provided with at least one bore is produced, A weld stopper is introduced into each hole, the metal block in the direction of the course of the hole (s) stretched to the final dimension by rolling and then each flat rolled hole is inflated.

Bei diesem Verfahren wurden Versuche unternommen, bei denen in die Bohrungen Kienruß als Schweißstoppmittel eingefüllt wurde. Die metallurgische Trennung der flachgewalzten Bohrungen war hervorragend, jedoch verblieb auch nach dem Bürsten und Ausblasen der aufgeblähten Kanäle im Innern der Bohrungen ein Kohlenstoffbelag. Da Kohlenstoff bekanntlich mit Kupfer bei Gegenwart von Wasser als potentieller Korrosionsauslöser anzusehen ist, ist diese Lösung noch nicht optimal. Weitere Versuche mit bekannten Schweißstoppmitteln schlugen fehl. So wurde beispielsweise eine wässrige Suspention mit 30 % Titandioxid, 10 % Glyzerin und insgesamt Zusätzen von Bentonit, Montmorillonit und Siliziumdioxid in Höhe von 3 %, Rest Wasser versucht, jedoch waren die Bohrungen nach dem Walzen nicht mehr auffindbar.In this process, attempts have been made in which in the Bores soot was filled in as a welding stopper. The metallurgical separation The flat-rolled holes were excellent, but remained even after brushing and blowing out a carbon deposit from the inflated channels inside the bores. As is well known, carbon with copper in the presence of water is to be regarded as a potential cause of corrosion, this solution is not yet optimal. Further attempts with known anti-sweat agents failed. For example, an aqueous suspension with 30% titanium dioxide, 10% glycerine and a total of additives of bentonite, montmorillonite and silicon dioxide in the amount of 3%, the remainder water tried, however, the bores could no longer be found after rolling.

Der Bfindung lag von daher die Aufgabe zugrunde, ein Schweißstoppmittel anzugeben, welches an der Innenwandung der Bohrungen gleichmäßig gut haftet und welches auch in Form von geringfügigen Rückständen eine Korrosion nicht erwarten läßt. Da der erste Walzschritt vorzugsweise als Warmwalzschritt durchgeführt wird, sollte das Schweißstoppmittel so beschaffen sein, daß es mit dem Metall des Blockes, zweckmäßigerweise ist dies Kupfer, nicht reagiert.The binding was therefore based on the task of a sweat stopper indicate which one adheres evenly and well to the inner wall of the bores and which do not expect corrosion even in the form of minor residues leaves. Since the first rolling step is preferably carried out as a hot rolling step, the anti-perspiration agent should be such that it interacts with the metal of the block, expediently this is copper, does not react.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß in jede Bohrung ein trockenes pulverförmiges Gemisch aus Talkum und einem Metalloxid undkder einem Metallsilikat bzw. ein trockenes pulverförmiges in einer verdünnten Säure lösliches Metalloxid oder ein Gemisch aus mindestens zwei in einer verdünnten Säure löslichen Metallowden eingebracht wird. Der Talkumanteil sollte zwischen 5 und 15 %, vorzugsweise 10 %, und der Anteil an Metalloxiden und/oder Metallsilikaten 85 bis 95 %, vorzugsweise 90 % betragen. Besonders gute Ergebnisse wurden erreicht, wenn als Metalloxid Titandioxid verwendet wird. Desgleichen wurden gute Erfolge mit Asbest als Metallsilikat erzielt. Die besten Ergebnisse wurden jedoch mit einer Mischung aus 90 % Titandioxid und 10 % Talkum erreicht. Diese Mischung führte zu einer einwandfreien Schweißtrennung beim Walzen. Für den Fall, daß etwaige Rückstände an der Kanalinnenwandung nachteilig sein sollten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Bohrungen nach dem Aufblähen auszubürsten. Dem Ausbürsten sollte ein Ausblasen folgen, um auch die Restmengen des lose in den Kanälen vorliegenden Schweißstoppmittels vollkommen entfernen zu können.This object is achieved in that, according to the invention, in each bore a dry powdery mixture of talc and a metal oxide and one Metal silicate or a dry powdery one that is soluble in a dilute acid Metal oxide or a mixture of at least two soluble in a dilute acid Metallowden is introduced. The talc content should be between 5 and 15%, preferably 10%, and the proportion of metal oxides and / or metal silicates 85 to 95%, preferably 90%. Particularly good results have been achieved when the metal oxide is titanium dioxide is used. Good successes have also been achieved with asbestos as a metal silicate. However, the best results have been obtained with a mixture of 90% and titanium dioxide 10% talc achieved. This mixture resulted in a perfect weld separation when rolling. In the event that any residues on the inner wall of the duct are disadvantageous should be, it has proven expedient that Drilling Brush out after puffing. The brushing should be followed by a blowout the residual amounts of the sweat stopping agent present loosely in the ducts are also completely removed to be able to remove.

Zu einem besonders wirtschaftlichen Verfahren gelangt man bei Verwendung von in verdünnten Säuren löslichen Metalloxiden wie Magnesiumoxid, Zinkoxid u.a., da Restedieser Oxide sich beispielsweise mittels verdünnter Schwefelsäure leicht lösen lassen und aus den Kanälen entfernt werden können. Ein Nachspülen mit reinem Wasser ist zweckmäßig.A particularly economical method is obtained when using it of metal oxides soluble in dilute acids such as magnesium oxide, zinc oxide, etc., since residues of these oxides can easily be removed, for example by means of dilute sulfuric acid can be released and removed from the canals. A rinse with pure Water is appropriate.

Insbesondere Magnesiumoxid zeichnet sich durch seinen niedrigen Preis aus.Magnesium oxide in particular is characterized by its low price the end.

Setzt man diesen Metalloxiden bis zu 10 % Talkum zu, verbessert sich die Haftung des Schweißstoppmittels auf der Oberfläche der Kanäle. Die Reste von Talkum, die nach dem Spülen mit verdünnter Säure evtl. an der Kanalwandung haften bleiben, sind so gering, daß sie sich nicht schädlich auswirken.Adding up to 10% talc to these metal oxides improves them the adhesion of the anti-perspiration agent to the surface of the channels. The remains of Talc, which may stick to the canal wall after rinsing with dilute acid remain are so small that they are not harmful.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeipiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

In einen Walzblock aus Kupfer von ca. 4 m Länge wurden durchgehende Bohrungen mittels Tiefbohrwerken eingebracht.In a rolling block made of copper approx. 4 m in length, continuous Drilled holes by means of deep boring mills.

In die Bohrungen wurde sodann ein Gemisch aus 90 % Titandioxid und 10 % Talkum von seitwärts eingefüllt bis die Hälfte des Bohrungsquerschnitts über die gesamte Länge gefüllt war. Die Enden der Bohrungen wurden mittels Kupferbolzen verstopft. Der so vorbereitete Walzblock wurde dann warm heruntergewalzt, von anhaftenden Oxiden befreit und abschließend auf das Endmaß kaltgewalzt. Die flachgewalzten Bohrungen wurden dann mit Preßluft aufgeweitet und dabei ein Teil des an der Innenwandung der Bohrungen haftenden Schweißstoppmittels ausgeblasen. Durch mehrmaliges Durchziehen einer Bürste durch die Bohrungen und anschlißendes Ausblasen wurde das Schweißstoppmittel weitestgehend aus den Bohrungen entfernt.A mixture of 90% titanium dioxide and 10% talc was poured in from the side up to half of the bore cross-section the entire length was filled. The ends of the holes were made using copper bolts clogged. The billet prepared in this way was then rolled down warm, from adhering Oxides are freed and finally cold-rolled to the final dimension. The flat-rolled holes were then expanded with compressed air and thereby part of the on the inner wall the weld stopper that adheres to the holes is blown out. By pulling it through several times one Brushing through the holes and then blowing out became the anti-sweat agent largely removed from the holes.

Eine Untersuchung der Innenwandung der Kanäle nach dem Aufblähen zeigte einen relativ fest haftenden weißen Rückstand aus dem Schweißstoppmittel. Eine chemische Reaktion mit dem Kupfer hatte nicht stattgefunden. Das Aufblähen der Bohrungen machte keine Schwierigkeiten, so daß davon ausgegangen werden kann, daß eine einwandfreie Schweißtrennung beim Walzen erzielt wurde.An examination of the inner wall of the ducts after inflation showed a relatively firmly adhering white residue from the perspiration stopping agent. A chemical There was no reaction with the copper. The puffing up of the holes made no difficulties, so that it can be assumed that a faultless one Weld separation was achieved during rolling.

In einem weiteren Versuch wurde in die Bohrungen Magnesiumoxid wie oben beschrieben, eingefüllt und der Block auf gleiche Weise behandelt. Nach dem Aufblähen wurde verdünnte Schwefelsäure (10 %ig) und anschließend Wasser durch die Kanäle gepumpt.In a further experiment, magnesium oxide like described above, filled in and the block treated in the same way. After this Puffing was diluted sulfuric acid (10%) and then water through the Channels pumped.

Eine Untersuchung ergab, daß keine sichbaren Rückstände von Schweißstoppmittel vorhanden waren, welche dem Wärmeübergang hinderlich sein könnten.An examination showed that there were no visible residues of perspiration stopping agent were present, which could be a hindrance to the heat transfer.

Claims

Claims method for manufacturing a flat heat exchanger Made of sheet metal with at least one medium to be heated or cooled leading duct, in particular a roof skin for the simultaneous absorption of environmental energy, in which a metal block provided with at least one bore is produced, in a weld stopper is introduced into each hole, the metal block in the direction of the The course of the hole (s) is stretched to the final dimension by rolling and then every flat-rolled hole is inflated, according to patent ... (patent application P 28 47 897.9 from 04.11.78), characterized in that a dry, powdery mixture of talc and a metal oxide and / or a metal silicate or a dry, powdery metal oxide soluble in a dilute acid or a mixture of at least two metal oxides soluble in a dilute acid is introduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the talc content 5 to 15%, preferably 10% and the proportion of metal oxide and / or metal silicate 85 to 95%.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that ~ ate titanium dioxide is used as the metal oxide.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as metal silicate asbestos is used.

5. The method according to claim 1 or one of the following, characterized thereby, that a mixture of 90% titanium dioxide and 10% talc is used.

6. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in, that after the expansion the holes are brushed out.

7. The method according to claim 6, characterized in that according to the Brush the holes to be blown out.

8. The method according to claim 1, characterized in that as in one dilute acid soluble metal oxide magnesium oxide or zinc oxide is used.

9. The method according to claim 1 or 8, characterized in that the Metal oxide up to 10% talc is added.

10. The method according to claim 1, 8 or 9, characterized in that After puffing up the ducts first with dilute acid and then with Rinsed with water.