EP1132707A2 - Heat exchange element - Google Patents

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EP1132707A2
EP1132707A2 EP00127758A EP00127758A EP1132707A2 EP 1132707 A2 EP1132707 A2 EP 1132707A2 EP 00127758 A EP00127758 A EP 00127758A EP 00127758 A EP00127758 A EP 00127758A EP 1132707 A2 EP1132707 A2 EP 1132707A2
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heat exchanger
tantalum
exchanger element
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Wolf-Dieter Dipl.-Ing. Consilius
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
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    • B21D53/04—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal
    • B21D53/045—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal by inflating partially united plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
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    • Y10T29/49366—Sheet joined to sheet

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscherelement, ein sogenanntes Thermoblech (1), welches wenigstens zwei aufeinander gefügte Bleche (2, 3) umfasst. Zwischen den Blechen (2, 3) sind Strömungskanäle (4) zum Durchfluss eines Wärmetauschermediums ausgebildet. Die Bleche (2, 3) bestehen aus einem reaktiven Metall, vorzugsweise Tantal, einer Tantal-Wolfram-Legierung, Niob oder einer Tantal-Niob-Legierung und sind mittels Elektronenstrahlschweißung unter Vakuum in einer hermetisch abgeschlossenen Kammer gefügt. <IMAGE>The invention relates to a heat exchanger element, a so-called thermal sheet (1), which comprises at least two sheets (2, 3) joined together. Flow channels (4) for the flow of a heat exchange medium are formed between the sheets (2, 3). The sheets (2, 3) consist of a reactive metal, preferably tantalum, a tantalum-tungsten alloy, niobium or a tantalum-niobium alloy, and are joined in a hermetically sealed chamber by means of electron beam welding under vacuum. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscherelement, welches wenigstens zwei aufeinander gefügte Bleche umfasst, wobei zwischen den Blechen Strömungskanäle zum Durchfluss eines Wärmetauschermediums ausgebildet sind.The invention relates to a heat exchanger element, which has at least two comprises sheets joined to one another, with flow channels between the sheets trained to flow through a heat exchange medium are.

Solche Wärmetauscherelemente, fachsprachlich auch als Thermobleche bezeichnet, kommen in unterschiedlichsten industriellen Prozessen zur Anwendung. Sie gewährleisten eine effiziente Wärmeübertragung. Hierbei werden der Strömungskanal bzw. die Strömungskanäle über entsprechend vorzusehende Anschlüsse mit einem flüssigen, dampf- oder gasförmigen Wärmetauschermedium beschickt, welches entweder zur Zu- oder Abführung von Wärme dient. An der Außenfläche der Thermobleche erfolgt dann eine Wärmeübertragung aus dem oder an das eigentliche Prozessmedium. Dieses kann in festem, beispielsweise pulverförmigem, flüssigem, gas- oder dampfförmigem Zustand vorliegen. Der Aggregatzustand des Prozessmediums an der Außenseite des Thermoblechs kann durch die Temperaturzu-bzw. -abführung unverändert bleiben, so z.B. bei Kühl- oder Heizvorgängen. Such heat exchanger elements, also in technical terms as thermoplates are used in a wide variety of industrial processes. They ensure efficient heat transfer. Here the flow channel or channels are correspondingly connections to be provided with a liquid, vapor or gaseous Charged heat exchanger medium, which either for supply or discharge of heat. Then takes place on the outer surface of the thermal sheets heat transfer from or to the actual process medium. This can be in solid, for example powder, liquid, gas or vaporous state. The physical state of the process medium on the outside of the thermoplate can be increased or decreased by the temperature. - Purging remain unchanged, e.g. for cooling or heating processes.

Er kann sich aber auch verändern, beispielsweise bei der Kondensation, Verdampfung, Kristallisation oder bei Schmelzvorgängen.But it can also change, for example with condensation, Evaporation, crystallization or during melting processes.

Zur Herstellung der Wärmetauscherelemente werden zwei oder mehrere Bleche gleicher Wanddicke oder unterschiedlicher Wanddicke durch Laser- oder Widerstandsschweißung aufeinander verbunden. Die Schweißkonturen innerhalb des Blechpakets können den jeweiligen Anforderungen gerecht gewählt werden. In der Regel wird unterschieden zwischen Platten mit punktförmigen Mustern und solchen mit definierter Kanalführung. Anschließend werden die Ränder eines Blechpakets durch eine kontinuierliche Schweißnaht dicht verschlossen. Der Raum zwischen den einzelnen Platten wird durch das Einpressen eines Mediums dauerhaft aufgeweitet. Hierbei kommt es zu einer definierten plastischen Verformung der Bleche zwischen den Schweißnähten und zur Ausbildung der Strömungskanäle. Grundsätzlich können die Konturen der Strömungskanäle aber auch bereits vor Verbindung der Bleche in diese eingearbeitet sein. Je nach Bauform werden die ebenen Blechpakete vor dem Aufweiten auch zu zylindrischen oder konischen Wärmetauscherelementen umgeformt.Two or more are used to manufacture the heat exchanger elements Sheets of the same wall thickness or different wall thickness by laser or resistance welding connected to each other. The welding contours within the laminated core can meet the respective requirements to get voted. As a rule, a distinction is made between plates with punctiform patterns and those with defined channel guidance. Subsequently are the edges of a sheet stack by a continuous The weld seam is tightly closed. The space between the individual panels is permanently expanded by pressing in a medium. Here there is a defined plastic deformation of the sheets between the welds and to form the flow channels. Basically the contours of the flow channels can also be connected the sheets are incorporated into this. Depending on the design, the flat laminated cores before expanding to cylindrical or conical Formed heat exchanger elements.

Die zum Einsatz gelangenden Bleche können vollkommen eben oder durch Sicken und Falze vorgeformt sein. Ebenso ist es bekannt, kreis- bzw. schlitzförmige Öffnungen in einem der Bleche vorzusehen für die Herstellung einer sogenannten Loch- oder Schlitzschweißung. Auch die Dicke der miteinander zu verschweißenden Bleche kann variieren.The sheets used can be completely flat or through Beads and folds are preformed. It is also known to use circular or slit-shaped openings in one of the sheets to be provided for manufacture a so-called hole or slot welding. Even the thickness of each other sheets to be welded can vary.

Bei den heute üblichen Bauarten der Wärmetauscherelemente kommen die bekannten Schweißverfahren zur Anwendung, um die Bleche untereinander zu verbinden. Dies sind die Widerstandsschweißung als Punkt- und/oder Rollnahtschweißung, das Wolfram-Inertgas-Verfahren (WIG-Schweißverfahren) sowie das Plasma- oder Laserschweißverfahren.In today's common types of heat exchanger elements come the known welding process to apply the sheets to each other connect to. These are the resistance welding as a spot and / or Roll seam welding, the tungsten inert gas process (TIG welding process) as well as the plasma or laser welding process.

Bei diesen Schweißverfahren erfolgt eine Anschmelzung des Blechwerkstoffs in offener Umgebungsatmosphäre oder unter einem mehr oder weniger kontrollierbaren Schutzgasschleier, z.B. aus Argon. Folglich kommen Bleche aus nichtrostenden Stählen und Stahllegierungen zum Einsatz, die mit den zuvor genannten Schweißverfahren verarbeitet werden können.With these welding processes, the sheet material is melted in an open atmosphere or under a more or less controllable inert gas curtain, e.g. from argon. Hence come Sheets of stainless steels and steel alloys are used, which can be processed with the aforementioned welding processes.

Die bekannten Wärmetauscherelemente haben sich grundsätzlich bewährt.The known heat exchanger elements have basically proven themselves.

Das Einsatzgebiet der bekannten Wärmetauscherelemente ist jedoch durch die jeweils vorliegenden Umgebungsbedingungen und Betriebsparameter begrenzt. Die Wärmetauscherelemente aus den mit den genannten Verfahren schweißbaren metallischen Werkstoffen stoßen insbesondere beim Einsatz in einer aggressiven sauren Umgebung an ihre Grenzen.The area of application of the known heat exchanger elements is however through the prevailing environmental conditions and operating parameters limited. The heat exchanger elements from the processes mentioned weldable metallic materials encounter particularly when used to their limits in an aggressive acidic environment.

Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Wärmetauscherelement für den Einsatz in einer aggressiven Umgebung zu schaffen und ein Verfahren zu dessen Fertigung aufzuzeigen.The object of the invention is therefore based on the prior art based on a heat exchanger element for use in an aggressive To create the environment and to show a process for its production.

Die Lösung des gegenständlichen Teils dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Wärmetauscherelement gemäß Anspruch 1.The solution of the objective part of this task exists after Invention in a heat exchanger element according to claim 1.

Kerngedanke der Erfindung bildet die Maßnahme, Bleche aus einem reaktiven Metall für die Herstellung des Wärmetauscherelements einzusetzen. Hierunter werden insbesondere solche Metalle aus der fünften Nebengruppe des Periodensystems der chemischen Elemente verstanden, wie Tantal oder Niob. Diese Metalle zeichnen sich durch ihre hohe chemische Beständigkeit sowie ihre hohen Schmelztemperaturen aus. Aufgrund der Tatsache, dass diese Metalle unter Temperatureinfluss Sauerstoff und Stickstoff aufnehmen, werden sie auch als reaktive Metalle bezeichnet. Diese Werkstoffe sind daher für eine konventionelle Schweißung nicht geeignet, da sie infolge der Aufnahme von Spuren von Sauerstoff und Stickstoff aus der umgebenden Atmosphäre in der schmelzflüssigen Phase der Schweißung sowie im Grundwerkstoff im Wärmeeinflussbereich irreversibel verspröden. Erfindungsgemäß wird die irreversible Versprödung des Werkstoffs durch die Aufnahme von Sauerstoff und/oder Stickstoff beim Schweißvorgang dadurch vermieden, dass die Bleche mittels Elektronenstrahlschweißung unter Vakuum gefügt werden.The core idea of the invention is the measure of sheet metal from a reactive Use metal for the production of the heat exchanger element. These include in particular those metals from the fifth subgroup understood the periodic table of the chemical elements, such as tantalum or Niobium. These metals are characterized by their high chemical resistance as well as their high melting temperatures. Due to the fact that these metals absorb oxygen and nitrogen under the influence of temperature, they are also referred to as reactive metals. These materials are therefore not suitable for conventional welding, as Absorbing traces of oxygen and nitrogen from the surrounding area Atmosphere in the molten phase of the weld as well as in the Base material becomes irreversibly brittle in the heat affected area. According to the invention is the irreversible embrittlement of the material by the This absorbs oxygen and / or nitrogen during the welding process avoided that the sheets by means of electron beam welding under vacuum be added.

Die Erfindung schafft ein Wärmetauscherelement (Thermoblech), welches für den Einsatz in einer äußerst aggressiven Umgebung geeignet ist. Gegenüber konventionellen Röhrenapparaten weist das Wärmetauscherelement prozesstechnische Vorteile auf. Auch die flächenspezifischen Herstellkosten sind im Vergleich zu Röhrenapparaten geringer.The invention provides a heat exchanger element (thermal sheet), which is suitable for use in an extremely aggressive environment. Across from conventional heat exchangers have the heat exchanger element process technology advantages. Also the area-specific manufacturing costs are lower compared to tube sets.

Als besonders vorteilhaft werden Wärmetauscherelemente angesehen, deren Bleche aus Tantal (Anspruch 2) oder aus einer Tantal-Wolfram-Legierung (Anspruch 3) bestehen. Tantal ist gegen nahezu alle Säuren und deren Gemische in weiten Konzentrationsbereichen auch bei höheren Temperaturen beständigt, so beispielsweise gegen Phosphorsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Schwefel- und Essigsäure. Ebenfalls greifen Chlorgas und Brom sowohl in feuchtem als auch in trockenem Zustand Tantal zumindest bis zu einer Temperatur von 250°C nicht an.Heat exchanger elements are considered to be particularly advantageous Sheets made from tantalum (claim 2) or from a tantalum-tungsten alloy (Claim 3) exist. Tantalum is against almost all acids and their Mixtures in wide concentration ranges even at higher temperatures resistant, for example against phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, Sulfuric and acetic acid. Chlorine gas and bromine also apply both in wet and in dry state tantalum at least up to at a temperature of 250 ° C.

Auch Niob ist ein in Säuren nicht lösliches Metall und daher für den Einsatz bestens geeignet, wie dies Anspruch 4 vorsieht.Niobium is also a metal that is not soluble in acids and is therefore suitable for use best suited, as provided for in claim 4.

Ferner verspricht eine Tantal-Niob-Legierung für die Praxis große Vorteile (Anspruch 5).Furthermore, a tantalum-niobium alloy promises great advantages in practice (Claim 5).

Der verfahrensmäßige Teil der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird durch Anspruch 6 gelöst. Da reaktive Metalle wie Tantal, Tantal-Wolfram-Legierungen, Niob und Tantal-Niob-Legierungen mit den üblichen Schmelzschweißverfahren wegen der Versprödung im Wärmeeinflussbereich nicht mit der für den erfindungsgemäß angestrebten Zweck erforderlichen Qualität schweißbar sind, werden die Bleche in einer hermetisch abgeschlossenen Kammer unter Vakuum mittels Elektronenstrahl partiell miteinander verschweißt. Anschließend kann dieses so hergestellte Zwischenprodukt in konventioneller Art zum Wärmetauscherelement weiter verarbeitet werden. In der Kammer, die vorzugsweise unter Hochvakuum mit Druckverhältnissen zwischen 10-4 und 10-1 Pa steht, erfolgt die schweißtechnische Verbindung zweier oder mehrerer Bleche miteinander zu einem Blechpaket unter Ausschluss jeglicher schädlicher Einflüsse durch Fremdgase.The procedural part of the object on which the invention is based is achieved by claim 6. Since reactive metals such as tantalum, tantalum-tungsten alloys, niobium and tantalum-niobium alloys cannot be welded with the usual fusion welding processes because of the embrittlement in the heat-affected area with the quality required for the purpose intended according to the invention, the sheets are placed in a hermetically sealed chamber Vacuum partially welded together using an electron beam. This intermediate product thus produced can then be processed further in a conventional manner to form the heat exchanger element. In the chamber, which is preferably under high vacuum with pressure ratios between 10 -4 and 10 -1 Pa, two or more sheets are welded together to form a sheet stack, with the exclusion of any harmful influences from foreign gases.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1
in perspektivischer Darstellungsweise einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscherelement;
Figur 2
ein Wärmetauscherelement in der Ansicht;
Figur 3
in perspektivischer Darstellungsweise einen Ausschnitt aus einer zweiten Ausführungsform eines Wärmetauscherelements und
Figur 4
ein solches Wärmetauscherelement in der Ansicht.
The invention is described below with reference to embodiments shown in the drawings. Show it:
Figure 1
a perspective view of a section of a heat exchanger element;
Figure 2
a heat exchanger element in the view;
Figure 3
a perspective view of a section of a second embodiment of a heat exchanger element and
Figure 4
such a heat exchanger element in the view.

Die Figur 1 zeigt schematisch stark vereinfacht einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscherelement, einem sogenannten Thermoblech 1. Eine Ansicht auf das Thermoblech 1 gibt Figur 2 wieder. Solche Thermobleche 1 kommen zum Wärmeaustausch in unterschiedlichsten industriellen Prozessen zur Anwendung.FIG. 1 shows schematically, in a highly simplified manner, a section of a Heat exchanger element, a so-called thermal sheet 1. A view Figure 2 shows the thermal sheet 1. Such thermal sheets 1 come for heat exchange in a wide variety of industrial processes Application.

Das Thermoblech 1 umfasst im wesentlichen zwei aufeinander gefügte Bleche 2, 3, zwischen denen Strömungskanäle 4 zum Durchfluss eines Wärmetauschermediums ausgebildet sind.The thermal sheet 1 essentially comprises two sheets joined together 2, 3, between which flow channels 4 for the flow of a heat exchange medium are trained.

Die beiden Bleche 2 bzw. 3 bestehen aus einem reaktiven Metall, insbesondere Tantal, einer Tantal-Wolfram-Legierung, Niob oder einer Tantal-Niob-Legierung. Wegen der hohen chemischen Beständigkeit dieser Metalle ist das Thermoblech 1 geeignet für den Einsatz in einer aggressiven sauren Prozessumgebung. Die genannten Metalle nehmen jedoch unter Temperatureinfluss Sauerstoff und Stickstoff auf und würden daher im Wärmeeinflussbereich einer Schweißung verspröden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, dass die beiden Bleche 2, 3 in einer hier nicht dargestellten hermetisch abgeschlossenen Kammer unter Vakuum mittels Elektronenstrahlen partiell miteinander verschweißt werden. Auf diese Weise erfolgt die fügetechnische Verbindung unter Ausschluss jeglicher schädlicher Einflüsse durch Fremdgase. Die beiden Bleche 2, 3 werden ohne nachteilige Versprödungsvorgänge in den Verbindungsbereichen 5 miteinander verschweißt. Die Schweißnähte 6 sind in der Figur 1 technisch vereinfacht durch eine Strichlinienführung angedeutet. Anhand der Figur 2 wird deutlich, dass die beiden Bleche 2, 3 durch eine Randschweißung 7 entlang ihrer äußeren Ränder 8, 9 verschweißt sind.The two sheets 2 and 3 consist of a reactive metal, in particular Tantalum, a tantalum-tungsten alloy, niobium or a tantalum-niobium alloy. Because of the high chemical resistance of these metals the thermal sheet 1 is suitable for use in an aggressive acidic Process environment. However, the metals mentioned take on the influence of temperature Oxygen and nitrogen and would therefore be in the heat affected area embrittlement of a weld. This is according to the invention avoided that the two sheets 2, 3 in a not shown here hermetically sealed chamber under vacuum using electron beams partially welded together. In this way, the technical connection under exclusion of any harmful influences through foreign gases. The two sheets 2, 3 are without disadvantage Embrittlement processes in the connection areas 5 welded together. The weld seams 6 are technically simplified in FIG. 1 indicated by a dashed line. On the basis of Figure 2 it is clear that the two sheets 2, 3 by an edge weld 7 along their outer edges 8, 9 are welded.

Auch wenn hier nur zwei Bleche 2 bzw. 3 dargestellt sind, können grundsätzlich auch mehrere Bleche zu einem Blechpaket übereinander in einem Arbeitsvorgang gefügt werden.In principle, even if only two sheets 2 and 3 are shown here also several sheets to form a sheet stack on top of each other in one Work process.

Nach der schweißtechnischen Verbindung werden in einem weiteren Fertigungsschritt die Strömungskanäle 4 durch eine gezielte Druckbeaufschlagung der Bereiche zwischen den Schweißnähten 6 aufgeweitet. Vor dem Aufweitvorgang kann ein Blechpaket auch zu einem zylindrisch oder konischen Körper umgeformt werden. Im Zuge der Endfertigung werden die Strömungskanäle 4 mit seitlichen Anschlüssen 10, 11 für die Zu- bzw. Abführung eines Prozessmediums ausgerüstet.After the welding connection, in a further manufacturing step the flow channels 4 by targeted pressurization the areas between the welds 6 expanded. Before the A sheet stack can also expand to a cylindrical or conical one Body to be reshaped. In the course of the final production the Flow channels 4 with side connections 10, 11 for the supply and discharge a process medium.

Die Kanalhöhe und der Kanalquerschnitt der Strömungskanäle 4 kann grundsätzlich den Anforderungen nach Durchsatzmenge und Betriebsdruck angepasst werden.The channel height and the channel cross section of the flow channels 4 can basically the requirements for throughput and operating pressure be adjusted.

Gegenüber der Ausführungsform eines Thermoblechs 1 mit definierter Kanalführung zeigen die Figuren 3 und 4 ein Thermoblech 12 mit einem punktförmigen Schweißmuster. Compared to the embodiment of a thermal sheet 1 with a defined channel guide Figures 3 and 4 show a thermal sheet 12 with a spot welding pattern.

Das Thermoblech 12 ist ebenfalls aus zwei aufeinander gefügten Blechen 13, 14 aus einem reaktiven Metall gebildet. Wie vorstehend bereits ausgeführt, kommen insbesondere Bleche 13, 14 aus Tantal, einer Tantal-Wolfram-Legierung, Niob oder einer Tantal-Niob-Legierung zur Anwendung. Die Bleche 13, 14 werden in einem Elektronenstrahlschweißvorgang unter Vakuum mit über die Fläche verteilten Schweißpunkten 15 zusammengefügt. Anschließend werden die Ränder 16, 17 des Blechpakets durch eine kontinuierliche Schweißnaht 18 dicht verschlossen. Der Abstand zwischen den einzelnen Schweißpunkten 15 ebenso wie die Wanddicken der Bleche 13, 14 werden entsprechend den Anforderungen an Durchsatzmenge, zulässigem Betriebsüberdruck und Druckabfall bestimmt.The thermal sheet 12 is also made of two sheets joined together 13, 14 formed from a reactive metal. As stated above, come in particular sheets 13, 14 made of tantalum, a tantalum-tungsten alloy, Niobium or a tantalum-niobium alloy. The Sheets 13, 14 are made in an electron beam welding process under vacuum with weld spots 15 distributed over the surface. Then the edges 16, 17 of the laminated core by a continuous Weld 18 tightly closed. The distance between the individual welding spots 15 as well as the wall thicknesses of the sheets 13, 14 become permissible according to the requirements for throughput Operating pressure and pressure drop determined.

Der Raum zwischen den einzelnen Blechen 13, 14 wird durch Einpressen eines Mediums dauerhaft aufgeweitet. Hierdurch erhält das Thermoblech 12 eine kissenförmige Oberflächenstruktur mit etwa elliptischen Strömungskanälen 19. Dies bewirkt eine permanent turbulente Strömung ohne Strömungsschatten. Hierdurch können sehr gute Wärmeübertragungseigenschaften erzielt werden.The space between the individual sheets 13, 14 is pressed in of a medium permanently expanded. In this way, the thermal sheet 12 a pillow-shaped surface structure with approximately elliptical flow channels 19. This causes a permanently turbulent flow without flow shadows. This can have very good heat transfer properties be achieved.

Die für die Zu- bzw. Abfuhr eines Prozessmediums notwendigen Anschlüsse 20, 21 sind stumpf auf das Thermoblech 12 gesetzt.The connections necessary for the supply or removal of a process medium 20, 21 are butted on the thermal sheet 12.

Wegen der hohen chemischen Beständigjkeit des Thermoblechs 12 ist dieses besonders geeignet für den Einsatz in Wärmetauschprozessen, bei denen aggressive Kühl- oder Wärmemedien wie Phosphorsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Schwefel- oder Essigsäure beteiligt sind. Weitere Beispiele von aggressiven Prozessmedien, gegenüber denen das Thermoblech 12 resistent ist, sind Chlorgas und Brom. Because of the high chemical resistance of the thermal sheet 12, this is particularly suitable for use in heat exchange processes where aggressive cooling or heating media such as phosphoric acid, hydrochloric acid, Nitric acid, sulfuric or acetic acid are involved. Further examples of aggressive process media against which the thermoplate 12 chlorine gas and bromine are resistant.

BezugszeichenaufstellungList of reference symbols

1 -1 -
ThermoblechThermoplate
2 -2 -
Blechsheet
3 -3 -
Blechsheet
4 -4 -
StrömungskanalFlow channel
5 -5 -
VerbindungsbereichConnection area
6 -6 -
SchweißnahtWeld
7 -7 -
RandschweißungEdge welding
8 -8th -
Randedge
9 -9 -
Randedge
10 -10 -
Anschlussconnection
11 -11 -
Anschlussconnection
12 -12 -
ThermoblechThermoplate
13 -13 -
Blechsheet
14 -14 -
Blechsheet
15 -15 -
SchweißpunktSpot weld
16 -16 -
Randedge
17 -17 -
Randedge
18 -18 -
SchweißnahtWeld
19 -19 -
StrömungskanalFlow channel
20 -20 -
Anschlussconnection
21 -21 -
Anschlussconnection

Claims (6)

Wärmetauscherelement, welches wenigstens zwei aufeinander gefügte Bleche (2, 3; 13, 14) umfasst, wobei zwischen den Blechen (2, 3; 13, 14) Strömungskanäle (4; 19) zum Durchfluss eines Wärmetauschermediums ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (2, 3; 13, 14) aus einem reaktiven Metall bestehen und mittels Elektronenstrahlschweißung unter Vakuum gefügt sind.Heat exchanger element which comprises at least two plates (2, 3; 13, 14) joined to one another, flow channels (4; 19) being formed between the plates (2, 3; 13, 14) for the flow of a heat exchange medium, characterized in that the Sheets (2, 3; 13, 14) consist of a reactive metal and are joined by means of electron beam welding under vacuum. Wärmetauscherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (2, 3; 13, 14) aus Tantal bestehen.Heat exchanger element according to claim 1, characterized in that the sheets (2, 3; 13, 14) consist of tantalum. Wärmetauscherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (2, 3; 13, 14) aus einer Tantal-Wolfram-Legierung bestehen.Heat exchanger element according to claim 1, characterized in that the plates (2, 3; 13, 14) consist of a tantalum-tungsten alloy. Wärmetauscherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (2, 3; 13, 14) aus Niob bestehen.Heat exchanger element according to claim 1, characterized in that the plates (2, 3; 13, 14) consist of niobium. Wärmetauscherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (2, 3; 13, 14) aus einer Tantal-Niob-Legierung bestehen.Heat exchanger element according to claim 1, characterized in that the sheets (2, 3; 13, 14) consist of a tantalum-niobium alloy. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Bleche (2, 3; 13, 14) in einer hermetisch abgeschlossenen Kammer unter Vakuum mittels Elektronenstrahl partiell miteinander verschweißt werden und dieses Zwischenprodukt anschließend zum Wärmetauscherelement weiterverarbeitet wird.Method for producing a heat exchanger element according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least two sheets (2, 3; 13, 14) are partially welded to one another in a hermetically sealed chamber under vacuum by means of an electron beam, and this intermediate product is then further processed to form the heat exchanger element .
EP00127758A 2000-03-09 2000-12-19 Heat exchange element Withdrawn EP1132707A3 (en)

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DE10011568A DE10011568C1 (en) 2000-03-09 2000-03-09 Heat exchanger element; has at least two welded plates of reactive transition metal with flow channels formed between plates for heat exchange medium, and joined by electron beam welding under vacuum

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