Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der je einen Kanal für die ihn durchströmenden Fluide aufweist, wobei jeder Kanal spiralförmig verläuft, von zwei wellenförmig profi- lierten, metallenen Seitenwandabschnitten sowie die Kanal¬ decke und der Kanalboden bildenden flachen Metallbandab¬ schnitten beschrieben ist.

Bei solchen Wärmetauschern besteht, das Erfordernis einer möglichst billigen Herstellung, wobei das Herstel- lungsverfahren kontinuierlich sein soll, also ein Minimum ^" an getrennten Produktionsschritten aufweisen soll.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, das die oben genannten Anforderungen erfüllt.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge- kennzeichnet, dass zur Bildung der Seitenwände mindestens ein Metallstreifen derart wellenförmig profiliert wird, dass er mindestens einen wellenförmigen Bereich aufweist, dessen Wellen in Längsrichtung des Metallstreifens verlau¬ fen, welcher Metallstreifen gleichzeitig zu einer Spirale kaltverformt wird, dass zur Bildung mindestens einer An¬ zahl Kanalböden und Kanaldecken jeweils ein Flachband zu einer Flachbandspirale kaltverformt wird, deren Windungen eine gemeinsame Ebene beschreiben, und dass der wellen¬ förmig profilierte, spiralförmige Metallstreifen mit dem Längsrand mindestens einer der zur Flachbandspirale ver¬ formten Flachbändern verbunden wird, derart, dass jedes

Flachband vom wellenförmig profilierten Metallstreifen ab¬ steht und damit Fluidkanäxe mit rechteckiger Querschnitts¬ form gebildet sind.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 schaubildlich und teilweise im Schnitt ge¬ zeichnet die Herstellung eines ersten Fluidkanales,

Fig. 2 und 3 schematisch im Schnitt die vollstän¬ dige Herstellung des. Wärmetauschers, Fig. 4 eine Aufsicht auf den gemäss den Fig. 1 - 3 hergestellten Wärmetauschers,

Fig. 5 - 7 eine weitere Ausführung des. erfindungs- gemässen Verfahrens,

Fig. 8 - 10 eine noch weitere Ausführung des er- findungsgemässen Verfahrens, und

Fig. 11.schaubildlich und im Schnitt einem mehr¬ schichtigen Wärmetauscher mit spiralförmig verlaufenden Fluidkanälen.

Es wird nun Bezug auf die Fig. 1 genommen. Zwei Metallstreifen 3, 4 die aus irgendwelchen zweckdienlichen, ^" gut wärmeleitfähigem Metall- oder Metallegierung bestehen, z.B. Kupfer, werden in einer Rollen- oder Walzmaschine der¬ art verformt, dass sie wellenförmig profiliert und gleich¬ zeitig zu einer Spirale. erformt werden. Dabei verlaufen die Wellen in Längsrichtung des jeweiligen MetallStreifens 3,4. Gleichzeitig werden, zwei metallene Flachbänder 7,8 derart kaltverformt, dass sie eine Flachbandspirale bilden, deren Windungen eine gemeinsame Ebene beschreiben. Darauf werden die profilierten Metallstreifen 3,4 mit den spiral-- förmigen.Flachbändern- 7,8 zusammengebracht und die-Bänder und Streifen entlang ihrer Längsränder 5,6 miteinander ver¬ bunden. Dieses Verbinden kann mittels eines Schweissens, eines Hartlötens oder Lötens, abhängig vom jeweiligen Me¬ tall, durchgeführt werden. Zur Herstellung der Verbindung wird beispielsweise eine Rollennaht-Schweissmaschine ver¬ wendet. Danach liegt das. in der Fig. 1 gezeigte Gebilde

vor, nämlich ein spiralförmig verlaufender erster Fluidka¬ nal 1, der wellenförmig profilierte Seitenwände 3,4, ein lachverlaufendes Deckband 7 und ein flachverlaufendes Bo¬ denband 8 aufweist. Die. Fig. 2 zeigt vereinfacht einen Schnitt durch diesen ersten spiralförmig verlaufenden " ^"■ Fluidkanal 1. Der Abstand X zwischen den Windungen ist nun abhängig von der Breite eines dritten 9 bzw.. vierten Flach¬ bandes 10 gewählt. Diese Flachbänder 9, 10 verlaufen eben¬ falls spiralförmig, bilden eine Flachbandspirale und wer- den gleich dem ersten und zweiten Flachband 7,8 hergestellt. Das dritte 9 und vierte Flachband 10 werden nun in die Zwischenräume zwischen den Windungen des ersten Fluidkana¬ les 1 eingesetzt, derart,, dass.das dritte.Flachband 9 mit dem ersten Flachband 7, und das. vierte Flachband 10 mit dem zweiten Flachband 8 fluchtet und darauf, gemäss. der Fig. 3, bei ihren Längsrändern ebenfalls angeschweisst. Damit sind nun auch die zweiten Fluidkanäle 2 gebildet. Es ist offen¬ sichtlich, dass der oben beschriebene Vorgang ein kontinu- ierlicher ist und das Herstellen des ersten 1 und zweiten . 2 Fluidkanales, welche. Fluidkanäle einen spiralförmigen Wärmetauscher bilden, äusserst einfach durchführbar ist. Die Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Aufsicht auf einen der- art hergestellten Wärmetauscher.

Eine weitere Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird nun anhand der Fig. 5-7 beschrieben. Wie in der Fig. 5 dargestellt ist,, wird ein flacher Metall¬ streifen derart verformt, dass er.einen flachen Längsmit¬ telabschnitt 11 aufweist, an welchem beidseitg je ein wellenförmig profilierter Längsabschnitt 12,13 anschliesst. An jedem profilierten Längsabschnitt 12,13 schlies-st ein wieder flacher Längsrandabschnitt 14 bzw. 15 an. Die Brei¬ te des flachen Längsmittelabschnittes 11. ist dabei derart gewählt, dass er gleich der Breite jeweiliger zur Flach¬ bandspirale verformten Flachbändern 17,18 ist. Die Breite der flachen Längsrandabschnitte 14,15 ist derart gewählt, dass sie zusammen, wenn .miteinander metallurgisch verbun-

OM

den, dieselbe Breite des Längsmittelabschnittes 11 auf ei¬ sen. Das derart vorliegende Metallband wird dann bei den Uebergangsbereichen 16 zwischen den flachen und wellen- förmigen Längsabschnitten rechtwinklig umgebogen, so dass 5 das in der Fig. 6 gezeigte Hohlprofil gebildet ist. Dabei „ liegen sich die Längsränder der Längsrandabschnitte 14,15 unmittelbar gegenüber und können miteinander verbunden wer¬ den, so dass wieder ein erster spiralförmiger Fluidkanal 1 gebildet ist. Der Ordnung halber soll noch bemerkt wer- 0 den, dass beim Umbiegen der einzelnen Abschnitte gleich¬ zeitig die Verformung zur Bildung des spiralförmigen Fluid¬ kanales durchgeführt wird. Somit liegt wieder ein Gebilde vor, ^' das abgesehen von den Schweissstellen gleich dem in der Fig. 1 gezeigten Gebilde, nämlich einem ersten spiral- 5 förmig verlaufenden Fluidkanal 1 ist. Zwischen den Windunr- . gen werden nun wieder zur Flachbandspirale verformte Flach¬ bänder 17,18 eingesetzt und bei Biegestellen des zum er¬ sten Fluidkaήals 1 verformten Metallbandes 5 mit diesem metallurgisch verbinden, so dass der. zweite Fluidkanal 2 " 0 gebildet ist. Aus der Fig. 7 geht insbesondere hervor, dass die Querschnittsfläche des ersten Fluidkanales von derje¬ nigen der Fig. 2.verschieden ist. Diese Querschnittsflachen werden offensichtlich abhängig von den Fluiden gewählt, welche die jeweiligen Kanäle durchströmen sollen. 5 Anhand der Fig. 8-10 wird ein weiteres Ausführungs¬ beispiel des erfindungsgemässen .Verfahrens beschrieben. Da¬ bei werden zwei Metallstreifen derart profiliert, dass sie einen wellenförmig profilierten Längsmittelabschnitt 19 aufweisen, an welchem beidseitig je ein flacher Längsrand- 0 abschnitt 20,21. anschliesst. Beide derart profilierte Me- tallstreifen werden darauf bei den Uebergangsbereichen 16 zwischen dem Längsmittelabschnitt 19 und den Längsrandab- schnitten 20,21 rechtwinklig umgebogen und zu der in der Fig. 9 gezeigten Form, um also wieder einen" ersten Fluid- 5 kanal 1 zu bilden und dann miteinander zu verbinden. Die¬ ses Verformen erfolgtwieder gleichzeitig mit der Verfor-

mung zur Spirale. Dabei ist zu bemerken, dass beim einen Metallstreifen das Umbiegen der flachen Längsrandabschnit- te 20,21 derart erfolgt, dass diese Längsrandabschnitte 20,21 gegen das Zentrum der Spirale weisen und offensicht- 5 lieh beim anderen Metallstreifen diese von diesem Zentrum «■ der Spirale weg weisen. Somit liegt wieder das in der Fig. 1 gezeigte Gebilde vor. Zwischen den Windungen der vom Fluidkanal 1 beschriebenen Spirale werden nun wieder zur Flachbandspirale verformte Flachbänder 17,18 angeordnet, 0 wobei der Abstand zwischen den Windungen des spiralförmi¬ gen Fluidkanales 1 gleich der Breite der Flachbänder 17,18 ist. Darauf werden diese Flachbandspiralen 17,18 an den Biegestellen, dessen ersten Fluidkanal 1 bildenden Metall¬ bändern verbunden und somit ist wieder der zweite Fluid- 5 kanal 2 gebildet.

Betrachtet man nun die Ausführung des Wärmetau¬ schers gemäss den Fig. 3,7 und 10, ist ersichtlich, dass durch die profilierten Seitenwände z.B. 3,4 ein ausge¬ zeichneter Wärmetausch stattfindet, jedoch die Fluidkanal- decken bzw. Fluidkanalböden einen Wärmeverlust .(abgesehen ^■ von irgendwelchen Isolierungen) verursachen.

Um diesen Nachteil zu beheben und die Wärmetausch¬ fläche eines gegebenen Wärmetauschers als solches zu ver- grössern, werden nun mehrere Gebilde gemäss den Fig. 3,7 und 10 aufeinandergeschichtet, so dass ein mehrschichti¬ ger, spiralförmiger Wärmetauscher vorliegt, wie in der Fig. 11 vereinfacht dargestellt ist. Von den äussersten Fluidkanälen 1,2 abgesehen ist jeder Flμidkanal 1 . von Fluidkanälen 2 umgeben bzw. jeder Fluid- kanal 2 von Fluidkanälen 1 umgeben, so dass einerseits die Wärmetauschflache des Wärmetauschers verhältnismässig gross ist und andererseits die einen Wärmeverlust erzeu¬ genden Flächen verhältnismässig klein sind. Die Fluid¬ kanäle 1.und Fluidkanäle 2 jedes Schichtkörpers dieses mehrschichtigen Wärmetauschers werden dann jeweils mit einem Verteiler miteinander verbunden., s.o dass ein äus-

serst gedrängter Wärmetauscher vorliegt.

Die oben beschriebenen Herstellungsvorgänge, näm¬ lich das Profilieren, das Umbiegen und schliesslich das metallurgische Verbinden erlaubt ein kontinuierliches Her- stellungsverfahren, welches vollständig automatisch auf einer Maschine durchführbar ist, so dass der Wärmetauscher in kurzer Zeit und dementsprechend billig herstellbar ist.

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