DE102008016638A1

DE102008016638A1 - Rohr für Wärmeaustauscher und Verfahren zur Rohrherstellung

Info

Publication number: DE102008016638A1
Application number: DE102008016638A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Kariya Itoh; Takayuki Kariya Nagai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2008-10-23
Also published as: US20080245513A1; CN101281004A; US7823630B2; JP4297177B2; JP2008256242A

Abstract

Ein Rohr (2) für einen Wärmeaustauscher (1) ist aus einem einzigen Blech mit einem Endteil (11) und einem anderen Endteil (12) in der Breitenrichtung senkrecht zu einer Rohrlängsrichtung aufgebaut. Das einzige Blech von sich gegenüberstehenden ersten und zweiten Wandflächen (13, 14) wird gebogen, damit sich ein vorstehender Teil (20) an einem Ort benachbart dem einen Endteil in der Breitenrichtung und ein Kontaktteil (15) benachbart dem vorstehenden Teil in der Breitenrichtung ergibt. Der vorstehende Teil ist so konfiguriert, dass er sich in der Längsrichtung kontinuierlich erstreckt und eine vorstehende Spitze auf einer Seite der ersten Wandfläche (13) hat, und wobei die vorstehende Spitze die erste Wandfläche eines Teils entlang der Längsrichtung kontaktiert. Die zweite Wandfläche (14) an dem einen Endteil und der Kontaktteil kontaktieren die erste Wandfläche am anderen Endteil und einem Ort nahe dem anderen Endteil jeweils.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohr für einen Wärmeaustauscher sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres, in dem ein Fluid für einen Wärmeaustausch strömt. Der Wärmeaustauscher kann in geeigneter Weise als Kühler bzw. Radiator für ein Fahrzeug beispielsweise eingesetzt werden.
Beschreibung der anderen Bauform
In einem Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine ist im Allgemeinen ein Wärmeaustauscher, beispielsweise ein Kühler zum Kühlen des Motorkühlmittels der Brennkraftmaschine vorgesehen. In dem Wärmeaustauscher sind eine Vielzahl von Rohren, in denen das Kühlmittel strömt, so angeordnet, dass der Wärmeaustausch zwischen der durch den Wärmeaustauscher gehenden Luft und dem in den Rohren strömenden Kühlmittel vorgenommen wird, wodurch das Kühlmittel gekühlt wird.
Beispielsweise schlägt die JP-A-10-47875 ein Rohr für den Wärmeaustauscher vor, in welchem ein Vorsprung J20 gebildet ist, indem an einem Mittelteil einer Metallplatte in Richtung der Breite der Metallplatte gebogen wird, wie in 5 gezeigt. Bei dem in 5 dargestellten Rohr werden einander gegenüberstehende beide Innenflächen des Vorsprungs J20 verlötet, und zwei Endteile der Metallplatte werden gegen die Außenflächen des Vorsprungs J20 in einer Richtung der Dicke des Vorsprungs J20 (hart)verlötet, so dass ein innerer Säulenteil J200 gebildet wird.
Bei dem in 5 gezeigten Rohr ist der innere Säulenteil J200 vorgesehen, um einen Innenraum des Rohres in zwei Fluidkanäle zu unterteilen, wodurch der Druckwiderstand im Rohr verbessert wird. Wenn jedoch das Rohr an eine Kernplatte eines Tanks oder Behälters gebunden wird, so wird ein Heizprozess in einem Zustand durchgeführt, in welchem das Rohr in ein Rohreinführungsloch der Kernplatte eingeführt wird. Im Prozess des Heizens strömt ein schmelzflüssiges Lötmaterial der Kernplatte in den inneren Säulenteil J200 aus den in 5 gezeigten Teilen X infolge Kapillarwirkung. Das in den inneren Säulenteil J200 fließende Lötmaterial strömt gegen einen Mittelteil eines Kernteils des Wärmeaustauschers und wird dazu benutzt, das Rohr und eine Rippe des Kernteils aneinander zu binden. In diesem Fall kann ein Lötmaterial zum Binden von Rohr und Kernplatte des Tanks unzureichend werden, was ein unzureichendes Lötproblem hervorruft.
Bei einem Rohr für einen Wärmeaustauscher, beschrieben in der JP-A-2003-202196 , gezeigt in 6, wird ein Endteil J11 eines Metallblechs in etwa in eine U-Gestalt gebogen, um einen inneren Säulenteil J200 zu formen. Ein erster Lötteil J2a wird so geformt, dass der innere Säulenteil J200 gegen eine Innenfläche des Rohres am ersten Lötteil J2a gelötet wird. Weiterhin wird der andere Endteil J12 der Metallplatte oder des Metallblechs gebogen, um gegen den inneren Säulenteil J200 an einem zweiten Lötteil J2b gebunden zu werden. In diesem Fall wird, da ein Ort der Lötteile J2a, J2b des Metallblechs einer äußeren Umgebung des Rohres ausgesetzt wird, das in den inneren Säulenteil im Rohr eintretende Lötmaterial reduziert werden. Somit kann das Lötmaterial zum Löten von Rohr und Kernplatte daran gehindert werden, unzureichend zu sein.
Bei dem in 6 gezeigten Rohr ist eine Länge L₁₀ des zweiten Lötteils J2b geringer als eine Länge L₂₀ des inneren Säulenteils J200. Daher hat ein Teil des inneren Säulenteils J200 die Querschnittsfläche des einfachen Metallblechs, wodurch der Druckwiderstand des Rohres reduziert wird. In diesem Fall kann ein Mittelteil des Rohres während eines Heizprozesses verformt werden.
ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf die vorstehenden Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Rohr für einen Wärmeaustauscher und ein Verfahren hierfür zur Verfügung zu stellen, durch das ein Druckwiderstand verbessert werden kann und durch das ein genaues Löten an einen Tank des Wärmeaustauschers möglich wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Rohr für einen Wärmeaustauscher zur Durchführung eines Wärmeaustausches eines Fluids ein einziges Blech mit einem Endteil, wobei der andere Endteil in der Richtung der Breite senkrecht zu einer Längsrichtung des Rohres sich erstreckt. Das einzige Blech hat eine erste Wandfläche und definiert einen Rohrinnenraum sowie eine zweite Wandfläche gegenüber der ersten Wandfläche. Das einzelne Blech wird gebogen, so dass sich ein vorstehender Teil ergibt, der bergartig an einem Ort benachbart dem einen Endteil in Richtung der Breite vorsteht, und wobei das einzige Blech einen Kontaktteil benachbart dem vorstehenden Teil in Richtung der Breite aufweist.
Weiterhin ist der vorstehende Teil so konfiguriert, dass er sich kontinuierlich in Längsrichtung erstreckt und eine vorstehende Spitze oder einen vorstehenden Kopf auf einer Seite der ersten Wandfläche hat; die vorstehende Spitze kontaktiert die erste Wandfläche eines Wandteils entlang der Längsrichtung. Zusätzlich kontaktiert die zweite Wandfläche des einen Endteils die erste Wandfläche an einem Ort nahe dem anderen Endteil in Richtung der Breite, entlang der Längsrichtung, während eine erste Wandfläche des anderen Endteils die zweite Wandfläche des Kontaktteils entlang der Längsrichtung kontaktiert.
Für den Fall, dass das Rohr an einen Tank des Wärmeaustauschers unter Verwendung eines auf den Tank plattierten Lötmaterials gebunden wird, kann das schmelzflüssige Lötmaterial aus dem Tank in das Rohr durch Kapillarwirkung eintreten. Beim oben genannten Rohr jedoch tritt das schmelzflüssige Lötmaterial nur aus einem Kontaktort, wo der andere Endteil des einzelnen Blechs den Kontaktteil kontaktiert. Somit kann ein unzureichendes Binden zwischen dem Rohr und dem Tank verhindert werden, wodurch das Rohr genau an den Tank gelötet werden kann.
Der vorstehende Teil kann als ein innerer Säulenteil bei diesem Rohr Verwendung finden. Da der vorstehende Teil eine Querschnittsabmessung in Richtung der Breite hat, die um das Zweifache größer als die Wanddicke des einzelnen Blechs ist, kann der Druckwiderstand des Rohres vergrößert werden.
Beispielsweise hat der vorspringende Teil zwei Kippflächen von etwa der gleichen Länge. Weiterhin kann der vorspringende oder vorstehende Teil so konfiguriert werden, dass er den Rohrinnenraum in wenigstens drei Raumteile unterteilt, von denen ein jeder sich in der Längsrichtung erstreckt. Zusätzlich können die beiden Kippflächen des vorstehenden Teils so konfiguriert werden, dass sie in etwa einen Dreiecksraum zwischen sich definieren. Im Rohr kann das einzelne Blech so gebogen werden, dass sich eine Vielzahl vorstehender Teile, angeordnet in Richtung der Breite, ergeben und die sich in der Längsrichtung erstrecken.
Im Rohr kann die zweite Wandfläche des einen Endteils im Wesentlichen auf der gleichen Fläche wie die zweite Wandfläche des Kontaktteils positioniert werden. Weiterhin kann der vorstehende Kopf des vorstehenden Teils die erste Wandfläche des Wandteils kontaktieren, welche parallel zur zweiten Wandfläche des ersten Wandteils und dem Kontaktteil ist.
Die einzelne Platte bzw. das einzelne Blech kann so konfiguriert werden, dass es einen Außenflächenteil auf der zweiten Wandfläche derart hat, dass eine Rippe des Wärmeaustauschers an die äußere Wandfläche gebunden wird.
Beispielsweise kann ein Wärmeaustauscher eine Vielzahl der Rohre und einen Tank einschließen, der sich in einer Richtung senkrecht zur Stapelrichtung der Rohre erstreckt, um mit den Rohren zu kommunizieren. Der Tank kann eine Kernplatte mit Rohreinführungslöchern haben, in welche die einen Seitenenden der Rohre eingeführt werden. In diesem Falle können die Rohre an die Kernplatte unter Verwendung von Lötmaterial gebunden werden, das auf die Kernplatte plattiert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres für einen Wärmeaustauscher eine Stufe des Biegens eines einzelnen Blechs zur Bildung eines vorstehenden Teils, der nach Art eines Berges an einem Ort benachbart dem einen Endteil in Richtung der Breite senkrecht zur Längsrichtung vorsteht, und eine Stufe, um weiter die andere Endseite des einzigen Blechs in Breitenrichtung zu biegen, um die Verbindung zu einer Außenfläche der einen Endseite des einzelnen Blechs oder der einzelnen Platte zu schaffen. In dem weiteren Biegeschritt kontaktiert eine Innenfläche der anderen Endseite des einzelnen Blechs die Außenfläche des einen Endteils und die Außenfläche eines Kontaktteils benachbart dem vorstehenden Teil in Richtung der Breite, während ein vorstehender Kopfteil des vorstehenden Teils eine Innenfläche des einzelnen Blechs entlang der Längsrichtung kontaktiert.
Für den Fall, dass das Rohr an einen Tank des Wärmeaustauschers unter Verwendung eines auf den Tank plattierten Lötmaterials gebunden wird, kann das schmelzflüssige Lötmaterial in das Rohr durch eine Kapillarwirkung eindringen. Jedoch tritt in dem nach dem oben genannten Verfahren hergestellten Rohr das schmelzflüssige Lötmaterial aus dem Tank nur von einem Kontaktort ein, wo der andere Endteil des einzigen Blechs den Kontaktteil kontaktiert. Somit kann hierdurch ein unzureichendes Binden zwischen Rohr und Tank verhindert werden, wodurch das Rohr akkurat an den Tank gelötet werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zusätzliche Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden schneller deutlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, und zwar anhand der beiliegenden Zeichnungen, in welchen:
1 in der Frontansicht einen Kühler oder Radiator (das heißt, einen Wärmeaustauscher) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 im perspektivischen Teilschnitt einen Teil des Wärmeaustauschers gemäß dieser Ausführungsform erkennen lässt;
3 im Querschnitt ein Rohr gemäß der Ausführungsform zeigt;
die 4A bis 4H in Querschnittsdarstellung ein Verfahren zur Herstellung des Rohres gemäß der Ausführungsform deutlich werden lassen;
5 ist ein Querschnitt, der ein Rohr gemäß einem Stand der Technik zeigt; und
6 ist ein Querschnitt, der ein Rohr gemäß einem anderen Stand der Technik zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nun mit Bezug auf die 1 bis 4H beschrieben werden. In dieser Ausführungsform wird ein Rohr 2 typischerweise für einen Wärmeaustauscher, beispielsweise einen Kühler 1, verwendet, in welchem ein Motorkühlmittel (thermisches Medium, Fluid) in Wärmeaustausch mit Luft tritt. 1 zeigt ein Beispiel des Kühlers 1, und 2 zeigt Rohre 2, Rippen 3 und eine Kernplatte 5a in einem Teil des Kühlers 1.
Im Kühler 1 der 1 strömt Motorkühlmittel in die Rohre 2, die in einer Rohrstapelrichtung (Stapelrichtung) gestapelt sind. Das Rohr 2 ist ein Flachrohr von elliptischem Querschnitt und jedes Rohr 2 ist derart angeordnet, dass eine Richtung größeren Durchmessers des elliptischen Querschnitts des Rohres 2 der Strömungsrichtung der durch den Radiator 1 gehenden Luft entspricht. Im Radiator 2 sind eine Vielzahl flacher Rohre 2 in der Stapelrichtung gestapelt, welche der Oben-Unten-Richtung der 1 entspricht. Die Flachrohre 2 sind parallel zueinander angeordnet und jedes der Flachrohre 2 erstreckt sich in einer horizontalen Richtung der 1.
Gewellte Rippen 3 sind an Flachflächen jedes Rohres 2 außerhalb des Rohres 2 gebunden, so dass der Wärmeübertragungsbereich mit Luft vergrößert wird. Die Rohre 2 und die gewellten Rippen 3 sind abwechselnd in Stapelrichtung gestapelt, um einen Kernteil 4 von im Wesentlichen rechtwinkeliger Gestalt zu bilden. Der Kernteil 4 wird als wärmeaustauschender Teil im Kühler oder Radiator 1 verwendet.
Zwei Sammlertanks 5 sind an zwei Endseiten des Kernteils 4 in einer Längsrichtung des Rohres 2 angeordnet und kommunizieren mit den Rohren 2. Der Sammlertank 5 erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Rohres 2. Der Sammlertank 5 schließt eine Kernplatte 5a ein, in welche die einen Seitenenden des Rohres 2 eingeführt und gebunden werden und schließt einen Tankkörper 5b ein, der mit der Kernplatte 5a zur Bildung eines Tankraums verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform beispielsweise ist die Kernplatte 5a aus Metall, beispielsweise Aluminiummaterial oder Aluminiumlegierung gemacht, und der Tankkörper 5b ist aus einem Harz hergestellt.
Wie in 2 gezeigt, ist ein vertiefter Teil 5c von im Wesentlichen U-förmiger Gestalt in einem vollständigen Umfangsteil der Kernplatte 5a vorgesehen, und eine Dichtung (Dichtungselement) aus einem Kunststoffmaterial wie Gummi ist in dem vertieften Teil 5c angeordnet. Ein Spaltraum zwischen dem Tankkörper 5b, gezeigt in 1, und der Kernplatte 5a kann dicht unter Verwendung der (nicht gezeigten) Packung oder Dichtung versiegelt werden. Ein Klauenteil ist an einem Umfangsteil der Kern platte 5a zum Zwecke des Stehens vorgesehen und ist an einem Flansch befestigt, der an einem Außenumfang des Tankkörpers 5b geformt ist, wodurch der Tankkörper 5b an der Kernplatte 5a montiert wird.
Einsätze (d. h. Seitenplatten) 6, die in etwa parallel zur Längsrichtung des Rohres 2 sich erstrecken, sind an zwei Endteilen der Kernplatte 4 zur Verstärkung des Kernteils 4 positioniert.
Als Nächstes soll der Aufbau (beispielsweise die Gestalt) des Rohres 2 beschrieben werden. 3 ist eine Querschnittsdarstellung, die das Rohr 2 dieser Ausführungsform zeigt. Wie aus 3 zu erkennen, sind von einer Metallplatte ein Endteil 11 und das andere Endteil 12 in Breitenrichtung zur Formung des Rohres 2 gebogen. Ein Teil benachbart dem einen Endteil 11 in Breitenrichtung ist in eine Berggestalt zur Bildung eines vorstehenden Teils 20 gebogen, der in ein Inneres des Rohres 2 vorragt und eine erste Wandfläche 13 (die Innenfläche) des Rohres 2 kontaktiert. Der vorstehende Teil 20 erstreckt sich in Längsrichtung des Rohres 2 und unterteilt ein Inneres des Rohres 2 in drei Fluidkanäle, die in Richtung der Breite voneinander getrennt sind. Beispielsweise besteht die Metallplatte bzw. das Metallblech aus einer Aluminiumlegierung.
Die Metallplatte hat eine zweite Wandfläche 14 (Außenfläche), die der ersten Wandfläche 13 gegenüberliegt. Das Metallblech ist so gebogen, dass die erste Wandfläche 13 des anderen Endteils 12 die zweite Wandfläche 14 eines Kontaktteils 15 entlang der Längsrichtung des Rohres 2 kontaktiert. Der Kontaktteil 15 ist an der anderen Seite des einen Endteils 11 bezogen auf den vorstehenden Teil 20 in Breitenrichtung positioniert.
Wie 3 erkennen lässt, kontaktieren die zweite Wandfläche 14 des einen Endteils 11, die an einer Seite des vorstehenden Teils 20 in Breitenrichtung positioniert ist, sowie die zweite Wandfläche 14 des Kontaktteiles 15, die an der anderen Seite des vorstehenden Teils 20 in Breitenrichtung positioniert ist, jeweils die erste Wandfläche 13 des Rohres 2. Bei dieser Ausführungsform wird der vorstehende Teil 20 von umgekehrter V-Gestalt im Querschnitt als ein innerer Säulenteil verwendet, der das Rohr 2 verstärkt und das Innere des Rohres 2 in eine Vielzahl von Fluidkanälen (beispielsweise drei Fluidkanäle) unterteilt.
Der vorstehende Teil 20 ist aus zwei Kipp- oder Schrägflächen 201 und 202 zur Bildung der Bergform aufgebaut. Nach dieser Ausführungsform werden die Längen der Kippflächen 201 und 202 im Wesentlichen gleich gemacht, und der Kippwinkel θ1 der Kippfläche 201 relativ zur zweiten Wandfläche 14 des einen Endteils 11 wird im Wesentlichen gleich dem Kippwinkel θ2 der Kippfläche 201 relativ zur zweiten Wandfläche 14 des Kontaktteils 15 gemacht.
Als Nächstes soll ein Verfahren zur Herstellung des Rohres 2 nach dieser Ausführungsform anhand der 4A bis 4H beschrieben werden. Das Rohr 2 wird durch eine Rohrformungsmaschine mit einer Vielzahl von Formrollen oder -walzen geformt. Ein bandförmiges Metallblech oder eine bandförmige Metallplatte, die sich in Rohrlängsrichtung erstreckt, wird plastisch verformt und wird in der in den 4A bis 4H gezeigten Reihenfolge gebogen. Vorbestimmte Formen werden, wie in den 4A bis 4H gezeigt, fortschreitend geformt.
Zunächst wird, wie in 4A gezeigt, eine flache Metallplatte, die mit Lötmaterial auf einer Fläche (das heißt, einer Fläche entsprechend der zweiten Wandfläche 14) plattiert ist, hergestellt. Die Rückseite (das heißt, eine Fläche entsprechend der ersten Wandfläche 13) ist mit Lötmaterial nicht plattiert. Das heißt, in 4A ist nur eine Fläche der flachen Metallplatte mit dem Lötmaterial plattiert. Dann wird, wie in 4B gezeigt, ein vorstehender Teil 20 von umgekehrt V-förmiger Gestalt (d. h. von Bergform) geformt, indem ein Teil des Metallblechs an einem Ort nahe einem Endteil 11 der Metallplatte in Breitenrichtung der Metallplatte gebogen wird. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Richtung der Breite, das heißt, die Breitenrichtung des Metallblechs oder der Metallplatte, der Breitenrichtung des Rohres 2. Der vorstehende Teil 20 steht vor, um eine vorstehende Spitze auf einer Seite der ersten Wandfläche 13 zu bilden.
Als Nächstes wird, wie in den 4C bis 4E gezeigt, die andere Endseite des Metallblechs so gebogen, dass die zweite Wandfläche 14 außerhalb, bezogen auf die erste Wandfläche 13, positioniert ist. Dann wird, wie in 4F gezeigt, die andere Endseite des Metallblechs weiter derart gebogen, dass die vorstehende Spitze des vorstehenden Teils 20 die erste Wandfläche 13 an einem Wandteil kontaktiert, der dem vorstehenden Teil 20 gegenüberliegt.
Dann wird, wie in den 4G und 4H gezeigt, der andere Endteil 12 des Metallblechs weiter derart gebogen, dass die erste Wandfläche 13 des anderen Endteils 12 die zweite Wandfläche 14 an dem einen Endteil 11 und dem Kontaktteil 15 kontaktiert. Hierdurch wird das Rohr 2 mit dem vorstehenden Teil 20 hierin geformt, indem ein einziges Blech bzw. eine einzige Platte gebogen wird.
Ein Verfahren zur Herstellung des Radiators oder Kühlers 1 soll nun beschrieben werden. Zunächst werden eine Vielzahl von Rohren 2, von denen ein jedes geformt wird, indem entsprechend den 4A bis 4H gebogen wird; die Kernplatte 5a, mit einem Lötmaterial auf einer Seite gegenüber dem Kernteil 4 plattiert, sowie Rippen 3 und Einsätze 6 werden jeweils hergestellt.
Dann werden die Rippen 3 zwischen benachbarten Rohren 2 angeordnet, so dass ein Kernteil 4 geformt wird, der zeitweise montiert wird. Im Kernteil 4 werden die Rohre 2 so angeordnet, dass sie einen vorbestimmten Abstand zwischen benachbarten zwei Rohren 2 in Stapelrichtung haben. Dann werden, wie in 2 gezeigt, die Rohre 2 und die Einsätze 6 eingeführt in Durchgangslöcher 50 der Kernplatte 5a des Sammlertanks 5, so dass die Kernplatte 5a, die Rohre 2, die Rippen 3 und die Einsätze 6 temporär montiert sind.
Der temporär montierte Wärmeaustauscher (Radiator) wird in einen Ofen bewegt und im Ofen erwärmt. Beim Heizen werden die Rohre 2, die Einsätze 6 und die Kernplatten 5a einteilig verlötet, indem sie das Lötmaterial benutzen, das auf der Kernplatte 5a plattiert ist, die Rippen 3 werden gegen die Außenflächen der Rohre 2 unter Verwendung des Lötmaterials verwendet, das auf den zweiten Wandflächen 14 der Rohre 2 plattiert ist.
Dann wird der Endteil des Tankkörpers 5b in den mit Ausnehmung versehenen Teil 5c der Kernplatte 5a eingeführt, der Klauenteil der Kernplatte 5a wird fixiert und am Flansch befestigt, der am Außenumfang des Tankkörpers 5b geformt ist. Daher wird der Tankkörper 5b an der Kernplatte 5a befestigt, wodurch der Kühler 1 geformt wird.
Wenn das auf die Kernplatte 5a plattierte Lötmaterial durch Erwärmen zum Schmelzen gebracht wird, fließt das geschmolzene Lötmaterial gegen ein Inneres des Roh res 2 aus einem Eintrittsteil A für das Lötmaterial, welches einem Außenteil im Kontaktteil 15, der der Außenseite des Rohres 2 ausgesetzt ist, entspricht.
Bei der oben genannten Ausführungsform wird das in den Teil A eintretende Lötmaterial an einem Ort geformt, wo der andere Endteil 12 den Kontaktteil 15 kontaktiert. Dadurch kann eine Beschränkung dahingehend getroffen werden, dass das beim Erwärmen geschmolzene Lötmaterial dicht gegen das Innere des Rohres 2 aus dem Einführungsteil A für das Lötmaterial fließt. Daher kann verhindert werden, dass das Lötmaterial zum Binden des Rohres 2 an die Kernplatte 5a unzureichend vorhanden ist.
Weiterhin wird der vorstehende Teil 20 mit umgekehrter V-Form gebildet, indem das einzige Metallblech zur Formung des inneren Säulenteils innerhalb des Rohres 2 gebogen wird. Daher wird eine Verformung des Rohres 2 beim Erwärmen verhindert. Im Ergebnis kann die Leistung des Druckwiderstands des Rohres 2 verbessert werden, das Löten kann genau vorgenommen werden.
Bei der oben genannten Ausführungsform wird, da beide Längen der Kippflächen 201, 202 des vorstehenden Teils 20 im Wesentlichen gleich gemacht sind, der Innendruck des Rohres 2 nicht an einer der Kippflächen 201, 202 gesammelt. Das heißt, ein gleichschenkeliges Dreieck wird durch die Kippflächen 201, 202 im Rohr 2 geformt, wodurch der Druckwiderstand des Rohres 2 erhöht wird.
Gemäß einem Aspekt der vorstehenden Ausführungsform schließt das Rohr 2 für einen Wärmeaustauscher zur Durchführung des Wärmeaustausches eines Fluids ein einziges Blech ein, das über einen Endteil 11 und den anderen Endteil 12 in einer Breitenrichtung verfügt, die senkrecht zur Längsrichtung des Rohres 2 ist. Das einzige Blech hat eine erste Wandfläche 13 zum Definieren eines Rohrinnenraums und eine zweite Wandfläche 14 gegenüber der ersten Wandfläche 13. Das einzige Blech oder die einzige Platte wird so gebogen, dass sich der vorstehende Teil 20 ergibt, der in Berggestalt an einem Ort benachbart dem einen Endteil 11 in der Breitenrichtung und dem Kontaktteil 15 benachbart dem vorstehenden Teil 20 in der Breitenrichtung vorsteht. Weiterhin ist der vorstehende Teil 20 so konfiguriert, dass er sich kontinuierlich in Längsrichtung erstreckt und eine vorstehende Spitze auf einer Seite der ersten Wandfläche 13 hat; die vorstehende Spitze kontaktiert die erste Wandfläche 13 eines Wandteils entlang der Längsrichtung. Zusätzlich kontaktiert die zweite Wandfläche 14 des einen Endteils 11 die erste Wandfläche 13 an einem Ort nahe dem anderen Endteil 12 in Richtung der Breite, entlang der Längsrichtung, während die erste Wandfläche 13 des anderen Endteils 12 die zweite Wandfläche 14 des Kontaktteils 15 entlang der Längsrichtung kontaktiert.
Für den Fall, dass das Rohr 2 an den Tank 5 gebunden wird, indem ein auf den Tank 5 plattiertes Lötmaterial verwendet wird, kann das geschmolzene Lötmaterial des Tanks in das Rohr 2 durch Kapillarwirkung aus dem Kontaktort des einzigen Blechs eintreten. Beim oben genannten Rohr 2 jedoch, tritt das schmelzflüssige Lötmaterial nur von dem Kontaktort ein, wo der andere Endteil 12 des einzigen Blechs den Kontaktteil 15 kontaktiert. Somit kann hierdurch eine unzureichende Bindung zwischen dem Rohr 2 und dem Tank 5 verhindert werden; das Rohr 2 kann somit genau an den Tank 5 gelötet werden.
Der vorstehende Teil 20 kann als ein innerer Säulenteil im Rohr 20 verwendet werden. Da der vorstehende Teil 20 eine Querschnittsabmessung in Breitenrichtung hat, die größer als das Doppelte der Wanddicke des einzigen Blechs ist, kann der Druckwiderstand im Rohr 2 vergrößert werden.
Beispielsweise hat der vorstehende Teil 20 zwei Schräg- oder Kippflächen 201, 202 von in etwa gleichen Längen L1, L2. Somit kann der vorstehende Teil 20 so konfiguriert werden, dass er den Rohrinnenraum in wenigstens drei Raumteile trennt, von denen jeder sich in der Längsrichtung erstreckt. Zusätzlich können die zwei Kippflächen 201, 202 des vorstehenden Teils 20 so konfiguriert sein, dass sie in etwa einen Dreiecksraum hierzwischen definieren. Im Rohr 2 kann das einzige Blech so gebogen werden, dass sich eine Vielzahl von vorstehenden Teilen 20 (nicht dargestellt) ergibt, die in Breitenrichtung der 3 angeordnet sind und sich in der Längsrichtung erstrecken.
Im Rohr 2 kann die zweite Wandfläche 14 des einen Endteils 11 im Wesentlichen auf der gleichen Fläche wie die zweite Wandfläche 14 des Kontaktteils 15 positioniert werden. Weiterhin kann die vorstehende Spitze des vorstehenden Teils 20 die erste Wandfläche 13 des Wandteils, die parallel zur zweiten Wandfläche 14 des einen Endteils 11 und dem Kontaktteil 15 ist, kontaktieren.
Gemäß einem anderen Aspekt der Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres 2 für einen Wärmeaustauscher eine Stufe, bei der ein einziges Blech zum Formen eines vorstehenden Teils 20 gebogen wird, welches in einer Berggestalt an einem Ort benachbart dem einen Endteil 11 in einer Breitenrichtung vorsteht, und eine Stufe, bei der weiter die andere Endseite des einzigen Blechs in der Breitenrichtung gebogen wird, um die Verbindung zu einer Außenfläche einer Endseite des einzigen Blechs herzustellen. Beim weiteren Biegeschritt kontaktiert eine Innenfläche der andere Endseite des einzigen Blechs die Außenfläche des einen Endteils und die Außenfläche eines Kontaktteils 15 benachbart dem vorstehenden Teil 20 in der Breitenrichtung, während eine vorstehende Spitze des vorstehenden Teils 20 eine Innenfläche des einzigen Blechs entlang der Längsrichtung kontaktiert.
Für den Fall, dass das Rohr 2 an den Tank 5 des Wärmeaustauschers unter Verwendung von auf den Tank 5 plattiertem Lötmaterial gebunden wird, kann das schmelzflüssige Lötmaterial in das Rohr 2 durch eine Kapillarwirkung eindringen. Im nach dem oben genannten Verfahren hergestellten Rohr 2 jedoch tritt das schmelzflüssige Lötmaterial nur von einem Kontaktort ein, wo der andere Endteil 12 des einzigen Blechs den Kontaktteil 15 kontaktiert. Somit kann eine unzureichende Bindung zwischen dem Rohr 2 und dem Tank 5 verhindert werden, wodurch das Rohr 2 genau an den Tank 5 gelötet werden kann.
(Andere Ausführungsformen)
Obwohl die vorliegende Erfindung voll in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform hiervon mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann klar werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der einzige vorstehende Teil 20 von der Berggestalt geformt, indem das Metallblech innerhalb des Rohres 2 benutzt wird. Eine Vielzahl von vorstehenden Teilen 20 kann jedoch im Rohr 2 geformt werden, um in der Breitenrichtung angeordnet zu werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Längen der beiden Kippflächen 201, 202 des vorstehenden Teils 20 gleichgemacht. Jedoch können die bei den Kippflächen 201, 202 des vorstehenden Teils 20 unterschiedlich zueinander hergestellt werden. Weiterhin kann der vorstehende Teil 20 eine Gestalt unterschiedlich zu der des umgekehrten V haben.
Bei der obigen Ausführungsform handelt es sich beim Rohr 2 um eine Flachrohr mit zwei gegenüberstehenden Flachseiten. Jedoch kann das Rohr 2 ein Rohr sein, das über eine in etwa runde Außenfläche verfügt, oder kann ein Rohr mit anderer Querschnittsgestalt sein.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Rohr 2 typischerweise für den Kühler 1 eingesetzt. Jedoch kann das Rohr 2 auch für andere Wärmeaustauscher benutzt werden, in welchen ein thermisches Medium (Fluid) innerhalb des Rohres 2 in Wärmeaustausch mit einem Fluid außerhalb des Rohres 2 tritt.
Solche Änderungen und Modifikationen sind als im Rahmen der Erfindung liegend anzusehen, wie sie durch die beiliegenden Ansprüche definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 10-47875 A [0003]
- JP 2003-202196 A [0005]

Claims

Rohr (2) für einen Wärmeaustauscher (1) zur Durchführung eines Wärmeaustausches für ein Fluid, wobei das Rohr sich in einer Längsrichtung erstreckt, und umfassend ein einziges Blech mit einem Endteil (11) und dem anderen Endteil (12) in Breitenrichtung, die senkrecht zu der Längsrichtung sich erstreckt, wobei: das einzige Blech über eine erste Wandfläche (13) zur Definition eines Rohrinnenraums und eine zweite Wandfläche (14) gegenüber der ersten Wandfläche verfügt; das einzige Blech so gebogen wird, dass sich ein vorstehender Teil (20) ergibt, der in Berggestalt an einem Ort benachbart dem einen Endteil in der Breitenrichtung und einem Kontaktteil (15) benachbart dem vorstehenden Teil in der Breitenrichtung vorsteht; der vorstehende Teil so konfiguriert ist, dass er sich kontinuierlich in Längsrichtung erstreckt und über eine vorstehende Spitze auf einer Seite der ersten Wandfläche verfügt, wobei die vorstehende Spitze die erste Wandfläche eines Wandteils entlang der Längsrichtung kontaktiert; die zweite Wandfläche des einen Endteils die erste Wandfläche an einem Ort nahe dem anderen Endteil in Breitenrichtung entlang der Längsrichtung kontaktiert; und die erste Wandfläche des anderen Endteils die zweite Wandfläche des Kontaktteils entlang der Längsrichtung kontaktiert.
Rohr für einen Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, wobei der vorstehende Teil über zwei Kippflächen (201, 202) verfügt, die in etwa gleiche Längen haben.
Rohr für einen Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorstehende Teil so konfiguriert ist, das er den Rohrinnenraum in wenigstens drei Raumteile trennt, von denen ein jeder sich in der Längsrichtung erstreckt.
Rohr für einen Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, wobei der vorstehende Teil über zwei Kipp- oder Schrägflächen (201, 202) verfügt, die so konfiguriert sind, dass sie in etwa einen dreieckigen Raum zwischen sich definieren.
Rohr für einen Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das einzige Blech so gebogen wird, dass sich eine Vielzahl vorstehender Teile (20) ergibt, die in der Breitenrichtung angeordnet sind und sich in der Längsrichtung erstrecken.
Rohr für einen Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das einzige Blech mit einem Lötmaterial nur auf der zweiten Wandfläche plattiert ist.
Rohr für einen Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das einzige Blech so konfiguriert ist, dass es einen äußeren Flächenteil auf der zweiten Wandfläche derart hat, dass eine Rippe des Wärmeaustauschers an den Außenflächenteil gebunden wird.
Rohr für einen Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der vorstehende Teil zwischen dem einen Endteil und dem Kontaktteil in der Breitenrichtung positioniert ist.
Rohr für einen Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zweite Wandfläche des einen Endteils im Wesentlichen auf der gleichen Fläche wie die zweite Wandfläche des Kontaktteils positioniert ist.
Rohr für einen Wärmeaustauscher nach Anspruch 9, wobei die vorstehende Spitze des vorstehenden Teils die erste Wandfläche des Wandteils kontaktiert, die parallel zur zweiten Wandfläche des einen Endteils und des Kontaktteils verläuft.
Wärmeaustauscher umfassend: eine Vielzahl der Rohre (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10; und einen Tank (5), der sich in einer Richtung senkrecht zur Stapelrichtung der Rohre, um mit den Rohren zu kommunizieren, erstreckt, wobei: der Tank eine Kernplatte (5a) mit Rohreinführungslöchern einschließt, in welche Rohrenden der einen Seite eingeführt sind; und die Rohre (2) in die Kernplatte unter Verwendung eines auf die Kernplatte plattierten Lötmaterials gebunden werden.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 11, weiterhin umfassend eine Vielzahl von Rippen, von denen eine jede zwischen benachbarten Rohren positioniert ist und an die Rohre gebunden werden soll.
Verfahren zur Herstellung eines Rohres (2) für einen Wärmeaustauscher (1) zur Durchführung eines Wärmeaustausches eines Fluids, wobei das Verfahren umfasst Biegen eines einzigen Blechs zur Formung eines vorstehenden Teils (20), der in Berggestalt an einem Ort benachbart dem einen Endteil in der Breitenrichtung senkrecht zur Längsrichtung vorsteht; und weiteres Biegen der anderen Endseite des einzigen Blechs in der Breitenrichtung zur Verbindung mit einer Außenfläche einer Endseite des einzigen Blechs, wobei: beim weiteren Biegen eine Innenfläche der anderen Endseite des einzigen Blechs die Außenfläche des einen Endteils sowie die Außenfläche eines Kontaktteils benachbart dem vorstehenden Teil in der Breitenrichtung kontaktiert, während eine vorstehende Spitze des vorstehenden Teils eine Innenfläche des einzigen Blechs entlang der Längsrichtung kontaktiert.