DE8233155U1

DE8233155U1 - Flachwärmetauscherplatte

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Publication number: DE8233155U1
Application number: DE8233155U
Authority: DE
Original assignee: Fr Kammerer 7530 Pforzheim De GmbH
Current assignee: Fr Kammerer 7530 Pforzheim De GmbH
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1982-11-26
Publication date: 1983-04-28

Description

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KARLSRUHE F?|-l)<-J^bftL,-§V9^Sfe \§l· 'JEIEFON 853355 ZUGELASSENER VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

K 3146/82

18.Januar 1983

Fr. Kammerer GmbH

7530 Pforzheim
Goethestraße 2-8

/ Flachwärmetauscherplatte j

Die Neuerung bezieht sich auf eine Flachwärmetauscherplatte mit zwei dicht aneinander liegenden Platten aus Metall und mindestens einem zwischen diesen Platten angeordneten Kanal für ein durchströmendes, zu erwärmendes oder abzukühlendes flüssiges bzw. gasförmiges Medium.

Die Neuerung findet Anwendung bei Wärmetauschern, die bei Solaranlagen,zur Meerwasserentsalzung, bei der chemischen Verfahrenstechnik und der Lebensmittelchemie eingesetzt werden und insbesondere überall dort, wo aggressive bzw. korrosive Medien als Wärmeträger beteiligt sind.
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Wärmetauscher dienen zur Übertragung thermischer Energie zwischen zwei flüssigen oder gasförmigen Medien unterschiedlicher Temperaturen, welche entweder gekühlt oder

erhitzt werden sollen.
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Flaehwärmetauscher bestehen aus Metallplatten, welche einen öder mehrere Kanäle zur Aufnahme eines durch diese hindurchzuleitenden Mediums aufweisen» Solche Flaeh-Wärmetauscherplatten werden als Plattenstapel für kompakte Wärmetauscher oder auch als großflächige Einzelplatte beispielsweise zur Aufnahme von Sonnenenergie eingesetzt.

Flachwärmetauscherplatten sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. So offenbart die deutsche Offenlegungsschrift 29 02 640 ein Wärmetauschelement mit zwei aneinanderliegenden Metallagen aus Aluminium und einen dazwischen angeordneten Metallrohr für den Wärmeträger. Wegen der mangelnden Korrosionsbeständigkeit des Aluminiums besteht das Metallrohr aus Kupfer, was nicht unerhebliche Fertigungsprobleme nach sich zieht. Zur Herstellung der mit der deutschen Offenlegungsschrift 28 47 897 beschriebenen Wärmetauscherplatte müssen in einen Metallblock Bohrungen zur Aufnahme eines Schweißstoppmittels angebracht werden, was bewirkt, daß beim anschließenden Walzen die Bereiche der Bohrungen nicht verschweißen, sodaß sich diese zu Kanälen aufweiten lassen. Das Anbringen der Bohrungen ist jedoch recht aufwendig und für die Entfernung des Schweißstoppmittels was zur Verhinderung von unerwünschten Korrosionen unumgänglich ist - sind mehrere zusätzliche Arbeitsgänge notwendig. Mit der Deutschen Patentschrift 21 23 628 ist schließlich ein plattenförmiger Wärmetauscher bekannt geworden, welcher aus zwei Streifen eines plattier-

baren Metalles durch Kaitwalzplattieren hergestellt ist, und der einen in Walzrichtung liegenden Längskanal aufweist. Auf den einen Streifen wird im Bereich dieses späteren Längskanales vor dem Plattieren eine dem Verschweißen entgegenwirkende Schicht aufgebracht, welche

^OD das Aufweiten des Kanales ermöglicht. Ein solchermaßen

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hergestellter Flachwärmetauscher ist relativ aufwendig herstellbar und kann nur aus herkömmlich plattierbaren Metallen hergestellt warden*

Die Aufgabe der Neuerung besteht in der Konzeption einer technisch wenig aufwendigen und kostengünstig hergestellten Flachwärmelauscherplatte, welche vielseitig anwendbar ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird von einer Flachwärmetauscherplatte der eingangs beschriebenen Bauart ausgegangen und gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Platten aus einem schlecht oder nicht plattierbaren Material bestehen, daß zwischen den beiden Platten und zu beiden Seiten dicht neben dem Kanal eine Haftschicht aus einem amorphen Metal] vorgesehen ist, und daß die Platten im Bereich der Haftschicht durch Kaltwalzplattieren fest miteinander verbunden sind. Die Herstellung einer solchen Flachwärmetauscherplatte im Kaltwalzverfahren ist sehr einfach und es sind mittels der Haftschicht Metalle für die Platten verwendbar, die bisher nicht eingesetzt werden konnten.

Zur Begünstigung des Wärmeüberganges bestehen die beiden Platten vorteilhaft aus Kupfer bzw. einer Kupfer-Legierung.

Die neuerunqsqemäße Haftschicht besteht aus einer amorphen Nickel-, Eisen- oder Kupfer-Legierung und enthält kristallisationsverzögernde Bestandteile, diese sind Silizium, Bor, Phosphor, Aluminium und/oder Kohlenstoff.

Nach einem weiteren, wichtigen Merkmal der Neuerung trägt jede Platte eine aufplattierte Deckschicht, welche - wenn es sich bei dieser um ein mit der Platte nicht

plattierbares Metall handelt - gemäß dem Neuerungs- H gedanken unter Verwendung einer Haftschicht aus amorphem

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> Metall hergestellt ist.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Neuerung bestehen die beiden Deckschichten der Platten aus einem gegen aggressive und/oder korrosive Medien beständigen Metall, wobei als Metall für die Deckschicht Titan bsw» eine Titanlegierung oder Tantal bzw. eine Tantallegierung Verwendung findet. Nehmen die Kanäle der neüerungsgemäßen Flachwärmetauscherplatte das aggressive Medium auf. dann werden die beiden Platten ihre beständigen Deckschichten innen, den Kanälen zugewandt ,tragen, strömt das aggressive Medium jedoch auf den Außenflächen der Flachwärmetauscherplatte, dann befinden sich die aggressionsbeständigen Deckschichten außen und die beiden mel- stens kupfernen Platten werden neuerungsgemäß aufeinander plattiert. Die Anwendung einer solchen Deckschicht läßt die sparsamste Verwendung des sehr teuren, korrosionsbeständigen Metalles zu.

Die Neuerung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: 25

Fig. 1 eine Flachwärmetauscherplatte mit zwei

parallelen Kanälen in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 2 eine Flachwärmetauscherplatte mit einem

mäanderförmig angeordneten Kanal, in perspektivischer Wiedergabe;

Fig. 3 eine zweiteilige Haftschicht aus einem

amorphen Metall für eine Fla ^wärmetauscherplatte mit mäanderförmigem Kanal_s
in einer Draufsicht;

Fig. 4 ein zur Bildung einer Haftschicht dienendes Metallnetz mit an dessen Kreuzungspunkten angeordneten Plättchen aus
einem amorphen Metall, in Draufsicht.

ίο I

Eine neuerungsgemäße Flachwärmetauscherplatte 1 besteht ||_: — vgl. Figur 1 — aus zwei dicht aneinander liegenden i

Platten 2 und 3 aus Metall, zwischen welchen zwei Kanäle Sl

4 und 5 angeordnet sind. Diese beiden Kanäle 4 und 5 |

dienen zur Durchleitung eines strömenden, zu erwärmen- |

den oder abzukühlenden, flüssigen bzw. gasförmigen Me- J§

diums. I

Die beiden Platten 2 und 3 bestehen aus einem schlecht

oder nicht durch einen Plattiervorgang zu verbindenden jf

Metall. Zwischen den Platten 2 und 3 ist eine Haftschicht |

6 vorgesehen, welche als Haftvermittler dient und welche f bis dicht beiderseits an die Kanäle 4 und 5 herangeführt

ist. Im Bereich dieser Haftschicht 6 sind die beiden ■

Platten 2 und 3 durch Kaitwalzplattieren fest miteinan- S der verbunden.

Die Haftschicht 6 besteht aus einer amorphen Nickel-, 4 Eisen oder Kupfer-Legierung, welche kristallisationsver**

zögernde Bestandteile, nämlich insbesondere Silizium,
Bor, Phosphor, Aluminium und/oder Kohlenstoff enthält.
Diese Haftschicht 6 kann eine Folie sein, welche vor
dem Kaitwalzplattieren zwischen die beiden Platten 2 und _i 3 gelegt ist, es ist aber auch möglich, die Haftschicht *< 6 durch eine Bestrahlung der Oberfläche der einen der | beiden Platten 2 bzw. 3 mit Laserlicht herzustellen. I

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-ε-Ι Die beiden beispielsweise aus Kupfer bestehenden Platten 2 und 3 tragen jeweils eine mehr oder weniger dünne Deckschicht 7 bzw. 8, welche durch Kaltwalzplattieren aufgebracht ist. Bei der in Figur 1 wiedergegebenen Flachwärmetauscherplatte 1 liegen diese Deckschichten 7, 8 der Haftschicht 6 bzw. dem Innern der Kanäle 4 und 5 zugekehrt, sie können aber - wenn es der Anwendungszweck erfordert - auch an der Außenseite der Flachwärmetauscherplatte 1 liegen.

Die beiden Deckschichten 7 und 8 bestehen aus einem gegen aggressive und/oder korrosive Medien beständigen Metall, nämlich aus Titan oder aus Tantal bzw. einer Titan- oder Tantal-Legierung.

Die in Figur 2 dargestellte Flachwärmetauscherplatte 1 ist ebenfalls aus zwei Platten 2¹ und 3¹ zusammengesetzt, die aus Kupfer bestehen und durch Kaltwalzplattieren unter Zwischenlage einer Haftschicht 6 miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Platten 2', 3» ist ein mäanderförmiger Kanal 9 angeordnet.

Die Herstellung der neuerunqsgemäßen Flachwärmetauscherplatte geschieht dadurch, daß zwischen zwei von Vorrats- rollen abgewickelten, aus einem schlecht oder nicht plattierbaren Material, nämlich z.B. aus Kupfer, bestehenden Metallbändern zunächst an bestimmten Stellen eine Haftschicht aus einem amorphen Metall (z.B. eine Nickel-, Eisen- oder Kupfer-Legierung mit kristallisations -

^O verzögernden Bestandteilen) eingebracht wird* Diese beiden Metallbänder werden sodann durch einen Kaltwalzplattiervorgang unter Verwendung eines sich drehenden Paares von Stahlwalzen unter hohem Druck miteinander verbunden, wobei die Verbindung nur an denjenigen Stellen geschieht, an welchen sich die Haftschicht befindet. Anschließend

werden die verbundenen Metallbänder in einzelne Platten zerschnitten und zuletzt werden die ausgesparten, nicht in Verbindung miteinander getretenen Abschnitte zur Bildung eines oder mehrerer Kanäle für ein zu erwärmendes bzw. abzukühlendes Medium auf übliche Weise aufgeweitet.

In der Figur 3 ist eine Haftschicht 6 aus einem amorphen Metall in Form von zwei kainmartig ausgebildeten und miteinander verzahnt angeordneten, aus Folien hergestellten Streifen IO und 11 dargestellt. Mittels dieser Haft-Schicht 6 können Flachwärmetauscherplatten hergestellt werden, welche einen mäanderförmigen Kanal aufweisen. Die strichpunktierte Linie deutet die Stelle an, an welcher nach dem Kaltwalzplattieren der Schnitt zum Zertrennen der blatten erfolgt.

Zur Herstellung von Flachwärmetauscherplatten, bei welchen die beiden aneinanderliegenden Platten zur Bildung von mehrfach verzweigten Kanälen nur an bestimmten Stellen mehr oder weniger punktförmig miteinander verbunden werden sollen, dient ein beispielsweise aus einer Folie gefertigtes Metallnetz 12, wie dies in Figur 4 in Draufsicht wiedergegeben ist. Dieses Metallnetz 12 trägt an einem Teil seiner Kreuzungspunkte 13 kleine, quadratisehe Plättchen 14, die aus einem amorphen Metall bestehen. Wird ein solches Metallnetz 12, welches vorzugsweise aus dem Metall der Bänder gefertigt ist, zwischen die schlecht bzw. nicht plattierbaren Metallbänder vor dem Kaltwalzplattieren eingelegt, dann werden diese nur an bestimmten Punkten miteinander verbunden.

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-ιοί K 314S/82

18.Januar 1983

Zusammenstellung der verwendeten Bezugsziffern

1	Flachwärmetauscherplatte
2, 2·	Platte
3, 3·	Platte
4	Kanal
5	Kanal
6	Haftschicht
7	Deckschicht
8	Deckschicht
9	Kanal
10	Streifen
11	Streifen
12	Metall netz
13	Kreu zu ng s pu nk t
14	Plättchen

Claims

K 3146/82 18.Januar 1983 Ansprüche

1. Flachwärmetauscherplatte mit zwei dicht aneinander liegenden Platten aus Metall und mindestens einem zwisehen diesen Platten angeordneten Kanal für ein durch— strömendes, zu erwärmendes oder abzukühlendes,flüssiges bzw. gasförmiges Medium, dadurch gekennzeichnet , daß die Platten (2, 2¹ und 3, 3¹) aus einem schlecht oder nicht plattierbaren Material bestehen, daß zwischen den beiden Platten (2, 2¹ und 3, 3¹) und zu beiden Seiten dicht neben dem Kanal (4, 5) eine Haftschicht (6) aus einem amorphen Metall vorgesehen ist, und daß die Platten (2, 2¹ und 3, 3¹ ) im Bereich der Haftschicht (6) durch Kaltwalzplattieren fest miteinander verbunden sind.

2. Flachwärraetauscherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Platten (2, 2' und 3, 3') aus Kupfer bzw. einer Kupfer-Legierung bestehen.

3. Flachwärmetauscherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht (6) aus einer amorphen Nickel-, Eisen- oder Kupon

**" fer-Legierung besteht und kristallisationsverzögernde Bestandteile enthält.

4. Flachwärmetauscherplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kri-

stallisationsverzögernden Bestandteile Silizium, Bor_f Phosphor, Aluminium und/oder Kohlenstoff sind.

t 1 1 111

5. Flachwärmetauscherplatte nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte (2, 2¹ und 3, 3·) eine aufplattierte Deckschicht C 7, 8) trägt.

6. Flachwärmetauscherplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten (7 und 8) aus einem gegen aggressive und/oder korrosive Medien beständigem Metall besteht.

7. Flachwärmetauscherplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall für die Deckschicht (7, 8) Titan bzw. eine Titanlegierung dient»

8. Flachwärmetauscherplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall für die Deckschicht (7, 8) Tantal bzw. eine Tantallegierung dient.

9. Flachwärmetauscherplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall für die Deckschicht (7, 8) rostfreier Chrom-Nickel-Stahl dient.

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